Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) - получение информации о поверхности Земли и объектах на ней, атмосфере, океане, верхнем слое земной коры бесконтактными методами, при которых регистрирующий прибор удален от объекта исследований на значительное расстояние. Общей физической основой дистанционного зондирования является функциональная зависимость между зарегистрированными параметрами собственного или отраженного излучения объекта и его биогеофизическими характеристиками и пространственным положением.

В современном облике дистанционного зондирования выделяются два взаимосвязанных направления - естественно-научное (дистанционные исследования) и инженерно-техническое (дистанционные методы), что нашло отражение в широко распространенных англоязычных терминах remote sensing и remote sensing techniques. Понимание сущности дистанционного зондирования неоднозначно. Аэрокосмическая школа Московского университета им. М.В.Ломоносова в качестве предмета дистанционного зондирования как научной дисциплины рассматривает пространственно-временные свойства и отношения природных и социально-экономических объектов, проявляющиеся прямо или косвенно в собственном или отраженном излучении, дистанционно регистрируемом из космоса или с воздуха в виде двумерного изображения - снимка. Эта существенная часть дистанционного зондирования названа аэрокосмическим зондированием (АКЗ) , что подчеркивает его преемственность с традиционными аэрометодами. Метод аэрокосмического зондирования основан на использовании снимков, которые, как свидетельствует практика, представляют наибольшие возможности для комплексного изучения земной поверхности.

Во всех странах действенным стимулом развития аэрокосмического зондирования служат запросы военных ведомств. С внедрением космических методов и современных цифровых технологий аэрокосмическое зондирование приобретает все более важное экономическое значение и становится обязательным элементом высшего образования в природоведческих вузах, превращается в мощное средство изучения Земли от локальных исследований отдельных компонентов до глобального изучения планеты в целом. Поэтому при изложении различных аспектов аэрокосмического зондирования целесообразно рассматривать его как метод исследований, результативно применяемый во всех науках о Земле, и, прежде всего в географии.

История и современное состояние аэрокосмического зондирования

Дистанционные методы применяются в исследованиях Земли очень давно. Вначале использовались рисованные снимки , которые фиксировали пространственное расположение изучаемых объектов. С изобретением фотографии возникла наземная фототеодолитная съемка, при которой по перспективным фотоснимкам составляли карты горных районов. Развитие авиации обеспечило получение аэрофотоснимков с изображением местности сверху, в плане. Это вооружило науки о Земле мощным средством исследований — аэрометодами.

История развития аэрокосмических методов свидетельствует о том, что новые достижения науки и техники сразу же используются для совершенствования технологий получения снимков. Так произошло в середине XX в., когда такие новшества, как компьютеры, космические аппараты, радиоэлектронные съемочные системы, совершили революционные преобразования в традиционных аэрофотометодах - зародилось аэрокосмическое зондирование. Космические снимки предоставили геоинформацию для решения проблем регионального и глобального уровней.

В настоящее время отчетливо проявляются следующие тенденции поступательного развития аэрокосмического зондирования.

• Космические снимки, оперативно размещаемые в Интернете, становятся наиболее востребованной видеоинформацией о местности как для специалистов-профессионалов, так и для широких слоев населения.
• Разрешение и метрические свойства космических снимков открытого доступа быстро повышаются. Получают распространение орбитальные снимки сверхвысокого разрешения - метрового и даже дециметрового, которые успешно конкурируют с аэроснимками.
• Аналоговые фотографические снимки и традиционные технологии их обработки утрачивают свое прежнее монопольное значение. Основным обрабатывающим прибором стал компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением и периферией.
• Развитие всепогодной радиолокации превращает ее в прогрессивный метод получения метрически точной пространственной геоинформации, который начинает эффективно комплексироваться с оптическими технологиями аэрокосмического зондирования.
• Быстро формируется рынок разнообразной продукции аэрокосмического зондирования Земли. Неуклонно увеличивается число коммерческих космических аппаратов, функционирующих на орбитах, особенно зарубежных. Наибольшее применение находят снимки, получаемые ресурсными спутниковыми системами Landsat (США), SPOT (Франция), IRS (Индия), картографическими спутниками ALOS (Япония), Cartosat (Индия), спутниками сверхвысокого разрешения Ikonos, QiuckBird, GeoEye (США), в том числе радиолокационными TerraSAR-X и TanDEM-X (Германия), выполняющими тандемную интерферометрическую съемку. Успешно эксплуатируется система спутников космического мониторинга RapidEye (Германия).

Принципиальная технологическая схема дистанционных исследований Земли

Рис. 1

На рис.1 в обобщенном виде представлена принципиальная схема выполнения аэрокосмических исследований. Она включает основные технологические этапы: получение снимка объекта исследования и дальнейшую работу со снимками - их дешифрирование и фотограмметрическую обработку, а также конечную цель исследований - составленную по снимкам карту, геоинформационную систему, разработанный прогноз. Поскольку получить необходимые характеристики изучаемого объекта только по снимкам без каких-либо натурных определений, без обращения к «земной правде» в большинстве случаев невозможно, необходимо их эталонирование. Важным элементом исследований по снимкам является также оценка достоверности и точности полученных результатов. Для этого приходится привлекать другую информацию и обрабатывать ее иными методами, что требует дополнительных затрат.

Снимок - основное понятие аэрокосмического зондирования

Аэрокосмические снимки — основной результат аэрокосмических съемок, для выполнения которых используют разнообразные авиационные и космические носители (рис. 2). Аэрокосмические съемки делят на пассивные , которые предусматривают регистрацию отраженного солнечного или собственного излучения Земли, и активные , при которых выполняют регистрацию отраженного искусственного излучения.

Рис. 2

Аэрокосмический снимок — это двумерное изображение реальных объектов, которое получено по определенным геометрическим и радиометрическим (фотометрическим) законам путем дистанционной регистрации яркости объектов и предназначено для исследования видимых и скрытых объектов, явлений и процессов окружающего мира, а также для определения их пространственного положения.

Диапазон масштабов современных аэрокосмических снимков огромен: он может меняться от 1:1000 до 1:100 000 000, т. е. в сто тысяч раз. При этом наиболее распространенные масштабы аэрофотоснимков лежат в пределах 1:10 000—1:50 000, а космических — 1:200 000—1:10 000 000. Все аэрокосмические снимки принято делить на аналоговые (обычно фотографические) и цифровые (электронные). Изображение цифровых снимков образовано из отдельных одинаковых элементов — пикселов (от англ. picture element — рixel ); яркость каждого пиксела характеризуется одним числом.

Аэрокосмические снимки как информационные модели местности характеризуются рядом свойств, среди которых выделяют изобразительные, радиометрические (фотометрические) и геометрические. Изобразительные свойства характеризуют способность снимков воспроизводить мелкие детали, цвета и тоновые градации объектов, радиометрические свидетельствуют о точности количественной регистрации снимком яркостей объектов, геометрические характеризуют возможность определения по снимкам размеров, длин и площадей объектов и их взаимного положения.

Важными показателями снимка служат охват и пространственное разрешение . Обычно для исследований требуются снимки большого охвата и высокого разрешения. Однако удовлетворить эти противоречивые требования в одном снимке не удается. Обычно чем больше охват получаемых снимков, тем ниже их разрешение. Поэтому приходится идти на компромиссные решения либо выполнять одновременно съемку несколькими системами с различными параметрами.

Технологии получения и основные типы аэрокосмических снимков

Аэрокосмическую съемку ведут в окнах прозрачности атмосферы (рис.3), используя излучение в разных спектральных диапазонах - световом (видимом, ближнем и среднем инфракрасном), тепловом инфракрасном и радиодиапазоне.

Рис. 3

В каждом из них применяют разные технологии получения изображения и в зависимости от этого выделяются несколько типов снимков (рис.4).

Рис.4

Снимки в световом диапазоне делятся на фотографические и сканерные, которые в свою очередь подразделяются на полученные оптико-механическим сканированием (ОМ-сканерные) и оптико-электронным с использованием линейных приемников излучения на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС-сканерные). На таких снимках отображаются оптические характеристики объектов - их яркость, спектральная яркость. Применяя многозональный принцип съемки, получают в этом диапазоне многозональные снимки , а при большом числе съемочных зон - гиперспектральные , использование которых основано на спектральной отражательной способности объектов съемки, их спектральной яркости .

Проводя съемку с использованием приемников теплового излучения - тепловую съемку , - получают тепловые инфракрасные снимки. Съемку в радиодиапазоне ведут, применяя как пассивные, так и активные методы, и в зависимости от этого снимки делятся на микроволновые радиометрические, получаемые при регистрации собственного излучения исследуемых объектов, и радиолокационные снимки, получаемые при регистрации отраженного радиоизлучения, посылаемого с носителя - радиолокационной съемке .

Методы получения информации по снимкам: дешифрирование и фотограмметрические измерения

Необходимая для исследований информация (предметно-содержательная и геометрическая) извлекается из снимков двумя основными методами, это дешифрирование и фотограмметрические измерения

Дешифрирование, которое должно дать ответ на основной вопрос - что изображено на снимке, позволяет получать предметную, тематическую (в основном качественную) информацию об изучаемом объекте или процессе, его связях с окружающими объектами. В визуальном дешифрировании обычно выделяют чтение снимков и их интерпретацию (толкование). Умение читать снимки базируется на знании дешифровочных признаков объектов и изобразительных свойств снимков. Глубина же интерпретационного дешифрирования существенно зависит от уровня подготовки исполнителя. Чем лучше знает дешифровщик предмет своего исследования, тем полнее и достовернее информация, извлекаемая из снимка.

Фотограмметрическая обработка (измерения) призвана дать ответ на вопрос - где находится изучаемый объект и каковы его геометрические характеристики : размер, форма. Для этого выполняется трансформирование снимков, их изображение приводится в определенную картографическую проекцию. Это позволяет определять по снимкам положение объектов и их изменение во времени.

Современные компьютерные технологии получения информации по снимкам позволяют решать следующие группы задач:

• визуализация цифровых снимков;
• геометрические и яркостные преобразования снимков, включая их коррекцию;
• конструирование новых производных изображений по первичным снимкам;
• определение количественных характеристик объектов;
• компьютерное дешифрирование снимков (классификация).

Для выполнения компьютерного дешифрирования применяют наиболее распространенный подход, основанный на спектральных признаках, в качестве которых служит набор спектральных яркостей, зарегистрированных многозональным снимком. Формальная задача компьютерного дешифрирования снимков сводится к классификации — последовательной «сортировке» всех пикселов цифрового снимка на несколько групп. Для этого предложены алгоритмы классификации двух видов — с обучением и без обучения, или кластеризации (от англ. cluster — скопление, группа). При классификации с обучением пикселы многозонального снимка группируются на основе сравнения их яркостей в каждой спектральной зоне с эталонными значениями. При кластеризации же все пикселы разделяют на группы-кластеры по какому-либо формальному признаку, не прибегая к обучающим данным. Затем кластеры, полученные в результате автоматической группировки пикселов, дешифровщик относит к тем или иным объектам. Достоверность компьютерного дешифрирования формально характеризуется отношением числа правильно классифицируемых пикселов к их общему числу.

Вычислительные алгоритмы, основанные на спектральных признаках отдельных пикселов, обеспечивают надежное решение только самых простых классификационных задач; они рационально включаются в качестве элементов в сложный процесс визуального дешифрирования, которое пока остается основным методом извлечения природной и социально-экономической информации из аэрокосмических снимков.

Применение аэрокосмического зондирования в картографировании и исследованиях Земли

Аэрокосмические снимки применяются во всех направлениях изучения Земли, но интенсивность их использования и результативность применения в разных областях исследований различны. Они чрезвычайно важны в исследованиях литосферы, показывая раздробленность геологического фундамента линейными разломами и кольцевыми структурами и облегчая поиски месторождений полезных ископаемых; в исследованиях атмосферы, где снимки дали основу метеорологических прогнозов; благодаря снимкам из космоса открыта вихревая структура океана, зафиксировано состояние растительного покрова Земли на рубеже веков и его изменения в последние десятилетия. Пока космические снимки значительно меньше применяются при социально-экономических исследованиях. Различаются и типы задач, решаемых по снимкам в разных предметных областях. Так, решение инвентаризационных задач реализуется при изучении природных ресурсов, например при картографировании почв, растительности, поскольку снимки наиболее полно отображают сложную пространственную структуру почвенно-растительного покрова. Оценочные задачи, оперативная оценка состояния экосистем выполняются в рамках исследований биопродуктивности океанов, ледового покрова морей, контроля за пожароопасной ситуацией в лесах. Прогностические задачи, использование снимков для моделирования и прогнозирования наиболее развито в метеорологии, где их анализ является основой прогнозов погоды, в гидрологии — для прогноза талого стока рек, паводков и наводнений. Начинаются исследования по прогнозированию сейсмической активности, землетрясений на основе анализа состояния литосферы и верхней атмосферы.

При работе со снимками используются все виды их обработки, но наиболее широко развито дешифрирование снимков, прежде всего визуальное, которое теперь подкрепляется возможностями компьютерных улучшающих преобразований и классификации изучаемых объектов по снимкам. Большое развитие получило создание по снимкам различных производных изображений на основе спектральных индексов. С выполнением гиперспектральной съемки стали создаваться десятки видов таких индексных изображений. Разработка методов интерферометрической обработки материалов радиолокационной съемк и открыла возможность высокоточных определений смещений земной поверхности. Переход к цифровым методам съемки, развитие цифровой стереоскопической съемки и создание цифровых фотограмметрических систем расширили возможности фотограмметрической обработки космических снимков, используемой главным образом для создания и обновления топографических карт.

Хотя одно из основных достоинств космических снимков заключается в совместном отображении всех компонентов земной оболочки, обеспечивающем комплексность исследований, тем не менее применение снимков в различных областях изучения Земли шло пока разрозненно, так как везде требовалась углубленная разработка собственных методик. Идея комплексных исследований наиболее полно реализована при выполнении в нашей стране программы комплексной картографической инвентаризации природных ресурсов, когда по снимкам создавались серии взаимоувязанных и взаимосогласованных карт. Осознание на рубеже веков экологических проблем, нависших над человечеством, и парадигма изучения Земли как системы вновь активизировали комплексные межотраслевые исследования.

Анализ применения снимков в разных направлениях исследований четко показывает, что при всем многообразии решаемых задач магистральный путь практического использования аэрокосмических снимков лежит через карту, которая имеет самостоятельное значение и, кроме того, служит базовой основой ГИС.

Рекомендуемая литература

1. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Тутубалина О.В . Аэрокосмические методы географических исследований - М.:Изд.Центр Академия. 2004. 336 с.

3. Краснопевцев Б.В. Фотограмметрия. - М.:МИИГАиК, 2008. - 160 с.

2. Лабутина И.А. Дешифрирование аэрокосмических снимков. - М.:Аспект Пресс. 2004. -184 с.

4. Смирнов Л.Е. Аэрокосмические методы географических исследований. - СПб.:Изд-во С-Петербургского ун-та, 2005. - 348 с.

5. Рис. Г.У. Основы дистанционного зондирования. -М.: Техносфера, 2006, 336 с.

6. Jensen J.R. Remote sensing of the environment: an Earth resource perspective. — Prentice Hall, 2000. — 544 p.

Атласы аэрокосмических снимков:

8. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Методика и результаты. — М.: Наука; Берлин: Академи-Ферлаг. — Т. 1. — 1982. — 84 с.;

9. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков. Система «Фрагмент». Методика и результаты. — М.: Наука; Берлин: Академи-Ферлаг. Т. 2. — 1988. — 124 с.

10. Космические методы геоэкологии. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. — 104 с.

Методы исследования природных ресурсов

природный ресурсы информация

В условиях интенсивного развития производительных сил и роста природонаселения проблема рационального использования природных ресурсов приобретает первостепенное значение.

Для исследования природных ресурсов все большее применение находят дистанционные методы сбора и регистрации информации с последующей обработкой полученных данных средствами цифровой техники. Этому в значительной степени способствует запуск серии природоресурсных спутников Земли с аппаратурой зондирования подстилающей поверхности в видимом, инфракрасном и радиоволновом диапазонах электромагнитного излучения малого, среднего и высокого разрешения. .

Для приема информации, поступающей с искусственных спутников Земли(ИСЗ), и ее первичной обработки с целью устранения шумов и искажений создана сеть региональных центров, обеспечивающих хранение, тиражирование и распространение полученных изображений. Однако для решения задач тематической обработки требуется использование дополнительных источников информации. Для этих целей создаются средства подспутниковых съемок и наземные комплексы сбора данных.

Дистанционные исследования подразделяются на исследования наземного базирования и высотные. Полевые дистанционные исследования наземного базирования проводятся на стандартных полигонах или в реальных условиях при подсамолетных или подспутниковых экспериментах. Как правило, они проводятся в комплексе с контактными исследованиями, для чего создаются комплексные системы исследований .

Высотные дистанционные исследования выполняются с помощью средств аэро - или космического базирования.

Средства космического базирования передают информацию, которая необходима для решения большинства задач дистанционных исследований природных объектов. Они оснащены аппаратурой видимого, инфракрасного, радиоволнового диапазонов, приборами регистрации и обработки данных.

Данные, полученные комплексами сбора, при решении тематических задач подлежат обработке ручными или автоматизированными методами. К настоящему времени, широкое распространение находят методы цифровой обработки.

Понятие и задачи космического мониторинга окружающей среды

Космический мониторинг - это постоянные наблюдения, контроль за состоянием окружающей природной среды. Он проводится с ряда ИСЗ.

Широкое применение имеют данные таких зарубежных спутниковых систем, как: Landsat, Spot, NOAA,ERS,GEOS, MODIS, Sea WiFS и др., а также российских спутниковых систем серии Ресурс-О.

Специальную задачу космического мониторинга составляют выделение тех изменений, которые вызваны деятельностью человека - антропогенно-техногенными факторами.

Космический мониторинг является комплексным наблюдение за земной поверхностью, атмосферой, гидросферой, растительным и животным миром.

Выделяют три группы комплексных задач космического мониторинга:

Задачи, связанные с наблюдением за состоянием всей географической оболочки в целом(глобальный мониторинг);

Задачи, связанные с конкретными природно-хозяйственными системами в конкретной области, стране. Здесь также комплексно изучаются изменение состава атмосферы, температура и влажность воздуха, наличие озоновых дыр и др. Наблюдаются отдельные лесные массивы, их состояние(зараженность, пожары, вырубки), изучаются бассейны рек, отдельных озер, миграция отдельных видов животных и др.(природно-хозяйственный мониторинг);

Задачи, связанные с конкретным контролем отдельных природных объектов. Наблюдению подлежат отдельные реки, озера, связанные с обеспечением питьевой водой; фиксация выбросов промышленности, слежение за чистотой воздуха над городами(санитарно-гигиенический мониторинг).

Эти три вида космического мониторинга различаются между собой по масштабу, охвату явлений и разным методам наблюдений.

Полноценное ведение глобального мониторинга в области слежения за атмосферой, океанами, морями и озерами возможно только при налаживании международного сотрудничества.

Общей задачей для всех видов мониторинга является слежение за окружающей средой, предупреждение о наступлении нежелательных и опасных явлений, прогноз дальнейшего развития природных явлений в связи с огромным действием антропогенно-техногенных факторов.

Как уже отмечалось, проблема изучения личности политического деятеля - одна из наиболее сложных проблем в политической психологии. Эта сложность усугубляется множественной детерминацией, идеологизированностью оценок личностей политиков, мифологизацией, а иногда и мистификацией их деятельности. Эта проблема усложняется практикой использования в политической жизни страны различных методов манипулирования общественным сознанием.

Проблема еще и в том, что личность политика в реальной жизни - практически недоступный объект для непосредственного, инструментального психологического изучения. Политики не любят и опасаются психологической диагностики, не желают, чтобы их обследовали. Более того, многие из них боятся объективного взгляда на себя. Они не заинтересованы в том, чтобы информация о их психологическом статусе и личностных особенностях, о сильных и слабых сторонах, стала достоянием других. При этом они справедливо полагают, что эта информация может быть использована им во вред. Именно поэтому построение психологического портрета политика, распознавание его реального образа осуществляются в большинстве случаев заочно, опосредованно, методами дистантной диагностики (дистантной оценки - at-a-distance assessment). Ее основные приемы основываются на наблюдении за реальным поведением политика.

Наблюдение лежит в основе любой науки и как метод общепсихологического значения наблюдение, в отличие от других методов этой категории (тестирования, опроса, беседы, эксперимента), не только возможно в любых исследованиях и обстоятельствах, но и неизбежно. Все психологи при проведении исследований так или иначе осуществляют непосредственное наблюдение естественного окружения.

Наблюдение, будучи активной формой чувственного познания, дает возможность накапливать эмпирические данные, обрабатывать первоначальные представления об объектах наблюдения или проверять исходные предположения, связанные с ними. Именно потому, что наблюдение обеспечивает познание путем прямого контакта при помощи органов чувств с объектом изучения, оно исторически стало первым научным методом.

Наблюдение часто служило радикальному решению теоретических проблем. Психология пока не располагает такими поразительными историями великих открытий методом наблюдения, как, например, падающее яблоко у Ньютона или вытесненная из ванны вода у Архимеда. Но психологам хорошо известны выявленные непосредственные связи между наблюдениями этологов и аспектами поведения людей, такими как привязанность у младенцев, агрессивные инстинкты, ухаживание, индивидуальная дистанция, ритуальное переориентирование, умиротворяющие механизмы поведения, реакция воодушевления, социальное торможение и т. д. Самыми знаменитыми из числа этих этологов являются, по-видимому, К. Лоренц 1 и Н. Тинберген .

В определенном смысле все люди являются «наблюдателями человека», но наблюдение как научный метод стоит выше общепринятых представлений и является источником данных, которым можно доверять в силу известной степени их валидности и общности.

Метод наблюдения в исследовании личности политического деятеля является чрезвычайно важным и весьма информативным. В системе методов и приемов изучения личности и ее оценки наблюдение традиционно занимает одно из первых мест, так как способно давать наблюдателю богатые конкретные данные. Наблюдение способно дать максимальный эффект именно в политической психологии в той мере, в какой исследователь данной области знания психологически готов к наибольшей полноте и глубине восприятия психического состояния и поведения человека .

Даже если в качестве основного способа изучения объекта применяется какой-либо другой метод, наблюдение обязательно его сопровождает, входит неотъемлемой частью в его процедуру. Пожалуй, только изучение документов может обходиться без непосредственного наблюдения за объектом исследования. Хотя политический психолог косвенно использует и здесь данные наблюдения, но наблюдения других людей. Таким образом, в основе «всеобщности» наблюдения лежит неотъемлемость восприятия при использовании любых исследовательских приемов.

Здесь представляется уместным заметить, что все тестовые опросники берут свое начало от метода наблюдения. Все они основаны на процедуре наблюдения или, точнее, на ее частном случае - самонаблюдении. Более того, при проведении тестирования исследователь наблюдает за реакциями и поведением испытуемого, следит за соблюдением правил и условий проведения эксперимента. Потребность в создании и развитии тестовых методов и методик возникла не потому, что метод наблюдения менее информативен или менее надежен. Это не так. Проблема в том, что метод наблюдения может быть довольно затратным с точки зрения времени, финансовых, организационных и других ресурсов.

«Наблюдение в психологии, - отмечал С.Л. Рубинштейн, - выступает в двух основных формах - как самонаблюдение, или интроспекция, и как внешнее, или так называемое объективное наблюдение» 1 . Термин «наблюдение» в его последней форме, как справедливо считает Е.А. Климов, используется в трех разных значениях: наблюдение как деятельность, как метод и как методика .

Наблюдение применяется не только в научных исследованиях, но и в различных видах общественной жизни и производственной практики, сохраняя свои основные черты. Является наблюдение научным или практическим, определяется прежде всего характером целей. Научное наблюдение всегда преследует исследовательские, познавательные цели. Наблюдение, включенное в практическую деятельность, направлено на ее обслуживание, результаты наблюдения немедленно используются для достижения цели практической деятельности, тут же проверяется истинность, объективность результатов исследования .

Научные работы, использующие объективное наблюдение 1 , могут варьироваться от эксперимента, где отслеживают и измеряют одну или несколько переменных, до исследований, где психологи наблюдают поведение одного человека или нескольких лиц в естественной обстановке на протяжении значительного периода времени. Примером первого являются работы А. Бандуры, где строго направляемое наблюдение использовано для количественного изучения агрессии в контролируемых экспериментах . Примером второго подхода служит ставшее ныне классическим исследование Д. Розенгана по психиатрической диагностике псевдобольных с незначительной симптоматикой .

Итак, в системе методов изучения личности политического деятеля наблюдение занимает одно из первых мест. Наблюдение предполагает более активное отношение к действительности по сравнению с пассивным созерцанием. Не случайно уже в XVII веке английский философ и естествоиспытатель Р. Бэкон отчетливо отличал пассивное наблюдение (созерцание) от активного, целенаправленного, научного наблюдения, призывая исследователей применять его в своей работе . В качестве примера можно назвать один из первых случаев использования наблюдения Ф. Энгельсом в процессе изучения положения рабочего класса Англии.

В реальной практике применяются дистантное и включенное наблюдения. Последнее предполагает наблюдение «изнутри» социальной группы, когда наблюдатель становится полноправным ее членом. Такое наблюдение применяется как в психологических, так и в социологических исследованиях. Оно было описано еще в начале XX века в повести Д. Лондона «Люди бездны» (1912), а также в книге Н. Андерсона «Бродяга» (1923) и в книге У. Уайта «Общество уличных углов» (1937). Исследователи шли в гущу тех слоев, которые они изучали, и там вели наблюдение. Такой подход широко используется в политической психологии. Включенное наблюдение обладает большими достоинствами. Оно даст возможность вскрывать многие стороны изучаемого человека. Однако включенное наблюдение далеко не всегда возможно и уместно при изучении личности политика.

Хотя мы всегда наблюдаем, чтобы собирать информацию, термин «наблюдение», используемый для описания психологического исследования, означает обычно, что как минимум проводятся наблюдения за поведением объекта в конкретное время или в контексте определенных событий. Но наблюдение выступает и специальным методическим приемом со своими особенностями, и тогда мы можем говорить о нем как о специальном методе в той или иной научной дисциплине. «Великое преимущество наблюдения состоит в том, что оно... выявляет в объекте его бесчисленные свойства и взаимосвязи. Наблюдение дает целостный и естественный образ, а не набор точек. Чем проще метод наблюдения и чем менее мы полагаемся на средства увеличения и выделения отдельных деталей, тем шире поле исследования и тем более естественным образом оно сохраняется неповрежденным» 1 .

Наблюдая внешнее протекание действий человека, то есть фактически осуществляя визуальную психодиагностику , мы изучаем не внешнее поведение само по себе, как если бы оно было дано в отрыве от внутреннего психического содержания деятельности, а именно это внутреннее психическое содержание, которое должно раскрыть наблюдение. В объективном наблюдении внешняя сторона деятельности является лишь исходным материалом наблюдения, а подлинным его предметом служит ее внутреннее психическое содержание. По замечанию С.Л. Рубинштейна «в этом основная принципиальная установка наблюдения в нашей психологии в отличие от поведенческой психологии, которая делала именно внешнюю сторону единственным предметом психологического наблюдения» .

Таким образом, объектом психологического наблюдения является тот, за кем ведется наблюдение, - отдельный человек или группа людей в их совместной деятельности. Предметом наблюдения, в интересах психодиагностики личности выступают только внешние экс- гериоризованные компоненты поведения и деятельности, которые, в свою очередь, вплетенй во внутренний мир личности и являются внешней формой существования и проявления психического мира личности.

К внешним компонентам поведения и деятельности психологи относят: а) моторные компоненты практических и гностических действий; движения, перемещения и неподвижные состояния людей; скорость и направление движения; дистанция между ними; соприкосновения, толчки, удары; совместные действия (группы) людей; б) речевые акты, их содержание, направленность, частота, продолжительность, интенсивность, экспрессивность, особенности лексического, грамматического и фонетического строя, экспрессия звуков 1 ;

в) мимика и пантомимика; г) внешние проявления некоторых вегетативных реакций: покраснение или побледнение кожи, изменение ритма дыхания, потоотделение и т. д., а также сочетание перечисленных признаков .

Исследования отечественных психологов основываются на принципах единства сознания и деятельности, общего строения внешней и внутренней деятельности, взаимосвязи значения и личностного смысла. Эти принципы, изложенные в трудах Б.Г. Ананьева, Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева и С.Л. Рубинштейна, составляют методологическую основу применения метода наблюдения в эмпирических психологических исследованиях и предполагают возможность изучения различных уровней психического отражения на основе выделения их регулирующей роли в деятельности.

По нашему мнению, через учет вышеназванных общих положений, относящихся к методу наблюдения - как основе организации визуальной психодиагностики политика, можно разрешить принципиальную трудность, с которой связано объективное наблюдение в психологии. Как можно посредством объективного, внешнего наблюдения изучать психические, внутренние процессы?

Рассматриваемый подход к психологической категории «наблюдение», определяет цель визуальной психодиагностики: через восприятие психологом внешних проявлений поведения политика осуществить диагностику внутреннего психического содержания конкретного человека.

Краткое определение наблюдения находим у В.В. Никандрова. У него «наблюдение: организованное восприятие» 1 . Другое, не менее краткое, определение у А.Т. Никифорова, В.Е. Семёнова: «спланированное восприятие» . Более развернуто: наблюдение - это целенаправленное, организованное и фиксируемое восприятие психических явлений с целью их изучения в определенных условиях. У И.Д. Ладанова и Ю.В. Чуфаровского наблюдение - «это систематическое, целеустремленное, планомерное изучение психических явлений путем личного восприятия исследователем внешних проявлений психики непосредственно в жизни...» . У Б.Г. Мещерякова и В.П. Зинченко наблюдение определяется как «преднамеренное и целенаправленное восприятие, обусловленное задачей деятельности» . Наконец, у С.В. Попова наблюдение трактуется как планомерное, целенаправленное и обусловленное задачей деятельности восприятие объектов, событий и явлений окружающего мира .

Практически все авторы предусматривают главные требования, предъявляемые к наблюдению как к научному психологическому методу. Это: наличие цели, опосредованность теоретическими представлениями, организованность процесса наблюдения и регистрация получаемых данных. К этому необходимо добавить требования полноты и релевантности фиксируемого материала изучаемым явлениям.

С методической точки зрения наблюдение в психологии характеризуется «универсальностью», то есть применением его к изучению такого широкого круга психических явлений, какого, пожалуй, не имеет никакой другой метод психологии. Наблюдение обладает гибкостью, то есть возможностью по ходу изменять «поле охвата» изучаемого объекта или проверяемую гипотезу, и отсутствием или минимальными требованиями к аппаратному обеспечению проведения наблюдения. Эти характеристики до сих пор позволяют наблюдению сохранить свое значение как основного метода психологии.

Согласно определению наблюдения по другому основанию выделяется непосредственное и опосредствованное наблюдение. В первом случае наблюдение политика осуществляется психологом. Опосредствованное наблюдение имеет место в тех случаях, когда психолог получает сведения о наблюдении, произведенном другими лицами.

Наблюдение за объектом - это всегда восприятие его действий и поведения. Из всей возможной информации мы неизменно производим отбор, который зависит от нашей направленности и особенностей нашей личности. Мы часто воспринимаем то, что думаем воспринять, и часто произвольно интерпретируем воспринятое. Эту закономерность наблюдения мы обязательно учитываем, чтобы избежать субъективности. В связи с этим к психологу предъявляются следующие требования. Во-первых, он должен знать особенности своей личности по наблюдению за объектами. Во-вторых, уметь вести наблюдение различными способами. В третьих - планировать наблюдение.

По способности наблюдать П. Фрасс и Ж. Пиаже всех людей делят на три группы:

• а) те, кто правильно оценивает самих себя; эти люди обладают высоким интеллектом и чувством человечности;
• б) те, кто правильно оценивает своих друзей и знакомых; эти люди менее общительны, чем предыдущие, но обладают более артистичной натурой;
• в) те, кто лучше оценивает незнакомых людей; эти люди умны, художественно одарены, но не вполне приспособлены к социальной жизни.

В целом считается, что сходство в деятельности наблюдателя и наблюдаемого ведет к более точной оценке. Отсюда, мужчины лучше оценивают мужчин, женщины - женщин, негры - негров и т. д. Однако это правило имеет свои границы: объективнее оценивает человек, обладающий более высоким уровнем эмпатии. Увеличение числа наблюдателей лишь до определенного предела повышает качество оценки. Чтобы получить довольно объективно представление о человеке с коэффициентом надежности 90, достаточно обработать данные четырех-пяти наблюдателей 1 .

Наличие осознанной цели создает соответствующую установку на объект и предмет наблюдения. Наблюдатель уже знает, что он должен увидеть и зафиксировать в той или иной ситуации. Именно на этих фактах и явлениях он сосредоточивает свое внимание, подмечая их даже в тех случаях, когда они не явны, малозаметны, замаскированы другими событиями или преднамеренно скрываются объектом наблюдения.

Целенаправленность наблюдения обусловливает его избирательный характер, выделяет главное, существенное для исследователя. На первый взгляд, избирательность наблюдения как будто противоречит требованию полноты, которое иногда понимается как абсолютное соответствие фиксируемых данных наблюдаемой ситуации, а в пределе - фотографичности . Но, как известно, «никто не может объять необъятное», то есть принципиально невозможно зафиксировать все бесконечное многообразие действительности даже в ограниченных в пространстве и времени условиях конкретной наблюдаемой ситуации.

Наблюдать «все и вообще» невозможно. Вспомним о селективности восприятия как об одном из свойств восприятия. Поэтому отбор актуально значимой информации из всего многообразия воздействующих на человека раздражителей неизбежен. Но именно наличие цели превращает этот отбор из стихийного процесса в процесс осознанный и планомерный. Стихийность чревата, с одной стороны, получением фактов, не имеющих отношения к изучаемому явлению, а с другой - пропускам в сведениях, касающихся этого явления. Планомерность же обеспечивает необходимую полноту знаний об объекте наблюдения.

Планомерность предполагает и системность наблюдения, то есть такое восприятие объекта, которое может дать целостное представление о нем. Это уже позволяет избежать существенных пробелов в знаниях об объекте изучения. Планомерность и системность вносят в наблюдение элемент единообразия установок и условий восприятия. Последние в естественных ситуациях не зависят от наблюдателя. Не имея плана, исследователю гораздо труднее определить, за счет чего появляются различия в разных наблюдениях: или за счет не поддающихся учету изменений в условиях, или за счет самих явлений.

Планы исследований с применением метода наблюдения могут различаться по трем основным показателям. Во-первых - по обстановке: искусственная или естественная. В привычном порядке жизни и деятельности поведение объекта наблюдения оказывается более естественным, а эксперимент предполагает некую искусственность.

Во-вторых - по структуре: данные наблюдения регистрируются на заранее заданной основе или собираются в открытой, качественно разнообразной форме. Структурированные методы применяются для сбора количественных данных. Количественная оценка может производиться либо непосредственно в ходе наблюдения, либо на основании записей. В формализованных подходах важно то, что регистрация наблюдений имеет определенную общую основу и наблюдателям обычно требуется предварительное обучение для освоения техники регистрации. Контролируемое наблюдение с применением формализованной системы сбора данных часто называется систематизированным наблюдением. Исследования такого типа основываются на как можно более высокой надежности работы всех наблюдателей. Совершенно другую группу составляют исследования, не имеющие предопределенной схемы наблюдений, и открытые для сбора широкого спектра данные, которые позднее анализируются. Качественные исследования, основанные на наблюдении, обычно предполагают сбор большого массива качественных полевых данных. Целью исследований обычно являются объяснение «жизни как она есть» в наблюдающейся ситуации, а также ее осмысление.

В-третьих - по осведомленности: знает ли испытуемый, что за ним ведется наблюдение. Политический психолог всегда должен учитывать возможную непредсказуемую реакцию объекта наблюдения и лиц из его окружения - помощники, группа поддержки, охрана и другие лица, если они выявят ведущееся за ними наблюдение.

С.Л. Рубинштейн определяет наличие целевой установки как первое основное требование к наблюдению. «Ясно осознанная цель должна руководить наблюдателем, давая ему правильную установку на предмет наблюдения. В соответствии с целью должен быть определен план наблюдения, зафиксированный в определенной схеме» 1 . В части, касающейся визуальной психодиагностики политика, под схемой оценки наблюдаемых параметров поведения понимается «познавательная структура, относящаяся к классу сходных действий, имеющих определенную последовательность» в отслеживании и фиксации внешних факторов поведения, характеризующих психические состояние и свойства изучаемого человека. Схема наблюдения служит основой для целенаправленного изучения поведения политика в процессе визуальной психодиагностики. Она обеспечивает психологу возможность, с одной стороны, систематизировать собственный процесс наблюдения, с другой - выработать конкретные приемы для решения задач изучения объекта.

Использование при этом фото- и видеоаппаратуры позволяет повысить объективность наблюдения, проанализировать зафиксированные параметры, осуществить дополнительную и независимую оценку фактического материала помимо его первичного истолкования. Использование приборного визуального наблюдения, в частности видеосъемки, позволяющей регистрировать поведение интересующих лиц, в настоящее время находит свое применение в современной психологической практике. Результаты наблюдения подлежат точной и исчерпывающей регистрации. При этом суть принципов при опосредованном (техническом) наблюдении сохраняются так же, как и при наблюдении непосредственно органами зрения.

Целенаправленность и вытекающие из нее плановость и систематичность наблюдения составляют самую существенную черту его как научного метода. Они оформляются в конечном итоге в его организованность. Под организованностью понимается определенная упорядоченность действий наблюдателя, повышающая рациональность и эффективность восприятия и регистрации наблюдаемого явления. Сознательно организованное наблюдение представляет специальную процедуру по получению информации об объекте исследования. В этой процедуре в первую очередь предусмотрен порядок, последовательность действий. Но этот порядок может изменяться в зависимости от складывающихся обстоятельств, поскольку определена иерархия значимости возможных событий. Организация наблюдения сводит к минимуму вероятность пропуска существенного и повышает вероятность обнаружения малозаметных фактов. Степень организованности может быть различной. От минимума при случайных наблюдениях, когда имеется только психологическая установка на восприятие неожиданного, до предельно алгоритмизированных наблюдений.

В последние годы некоторые исследователи, к которым принадлежит автор, организуют наблюдение особым образом и используют его в варианте так называемой безбланковой диагностики 1 . При такой организации наблюдения психолог работает с параметрами различных классических тестовых методик, например 16 PF и / или MMPI , но добывает эмпирический материал без бланков, посредством собственно наблюдения, экспертных оценок и других доступных процедур. Такая диагностика требует опыта и мастерства специалиста, так как данные, на которые в основном может рассчитывать психолог в условиях российской политической действительности, - это данные, полученные путем регистрации поведения человека в повседневной жизни, так называемые «Ь»-данные (от «life record data»).

Конечно, идеально было бы иметь полное и подробное описание образа жизни интересующего нас политика, однако на практике это неосуществимо. В лучшем случае удается получить информацию относительно отдельных периодов или сторон его жизни и политической карьеры. Поэтому чаще всего «Ь»-данные получают путем формализации оценок экспертов и респондентов, наблюдающих поведение объекта нашего интереса в определенных ситуациях и в течение определенного периода.

С «Ь»-данных обычно начинаются предварительные исследования, при этом важно с достаточной полнотой охватить сферу исследования. Р. Кэттелл считает, что «Ь»-данные оптимальны для установлсния тех признаков поведения, которые нуждаются в изучении. «Ь»-данные удобны также тем, что практически все виды поведения уже представлены в языковой форме. Это гарантирует не только оптимальный начальный выбор переменных, но и более доступную интерпретацию полученных факторов.

«Ь»-данные также используются как внешний критерий, относительно которого измеряется валидность результатов, полученных с помощью других методов. Однако такое использование «Ь»-данных не совсем правомерно, так как внешние оценки не являются достаточно достоверной мерой поведения. Восприятие поведения другого человека всегда несколько искажено в связи с особенностями личности самого эксперта. Поскольку разные эксперты будут давать различные оценки, возникает проблема измерения надежности самого эксперта. В настоящее время эта проблема не решена и является предметом изучения. Тем не менее предложен ряд методов для определения средней надежности экспертов в случаях, когда оценивание осуществляется несколькими экспертами .

Важная задача при организации и проведении наблюдения - это повышение надежности внешних оценок за счет снятия систематических искажений. Одним из примеров систематических ошибок при внешних оценках может быть влияние на оценки позитивного или негативного отношения эксперта к изучаемому политику, что получило название «эффект ореола». Примером систематических искажений метода внешних оценок является также влияние на оценку разницы в статусе эксперта и оцениваемого политика. Неудивительно поэтому, что внешние оценки, даваемые одному и тому же лицу по одному и тому же набору личностных черт людьми, занимающими по отношению к изучаемому разное положение, могут оказаться слабо коррелированными между собой. Искажения, вносимые в измерение черт личности определенным способом измерения, определяются как инструментальные искажения. Причем они наиболее значительны именно при методе внешних оценок.

Для повышения надежности «Ь»-данных разработаны специальные требования к процессу получения экспертных оценок. Вот некоторые из них.

• 1. Оцениваемые черты должны определяться в терминах наблюдаемого поведения.
• 2. Эксперт должен иметь возможность наблюдать за поведением оцениваемого лица достаточно длительный промежуток времени.
• 3. Необходимо не менее десяти экспертов на одного оцениваемого.
• 4. Ранжирование испытуемых должно производиться экспертами только по одной черте вместо оценивания одного испытуемого сразу по всему комплексу характеристик. То есть вместо того, чтобы просить эксперта оценивать одного испытуемого сразу по нескольким чертам, его просят упорядочить всю группу по одному признаку, например, проранжировать 20 человек по их общительности, определяемой как готовность заговорить с незнакомым человеком. В другой день, когда эксперт уже забыл о порядке расположения по общительности, ему дается задание проранжировать по другой черте и т. д.

Применение такого способа проведения экспертного опроса может поднять надежность получаемых данных на уровень, достаточный для практического использования.

Как научный метод наблюдение включает в себя и момент фиксации данных. Не имея четко зарегистрированных данных наблюдения, невозможно в дальнейшем получить никаких научных результатов и продвинуться в познании. Фиксации подлежат не только факты наблюдаемой психической деятельности объекта изучения, но и объективные и субъективные условия, сопутствующие обстоятельства и феномены и даже возникающие по ходу наблюдения гипотезы исследователя. Довольно часто несущественные и даже посторонние на первый взгляд события, факты, замечания впоследствии приобретают большое значение. Поэтому пренебрегать ими не следует и желательно соответствующие сведения заносить в регистрационные документы. В качестве последних чаще всего выступает дневник наблюдения, в котором ведутся соответствующие записи, собираются протоколы разовых наблюдений, выполненные рисунки, фотографии и прочий иллюстративный материал.

Существенное место в процессе наблюдения занимает речь. Наблюдение предполагает четкую вербализацию целей, задач и полученных результатов. Этот круг проблем экспериментально исследовался А.В. Беляевой и В.Н. Носуленко . Проведенные исследования позволили выявить разные виды стратегий вербализации результатов наблюдения. Авторы выделили три типа стратегий, каждый из которых, в свою очередь, включает два полярных и один нейтральный варианты.

Первый тип характеризуется способом осуществления операций сравнения и категоризации значимых признаков вербально описываемого образа. Второй тип стратегии характеризуется способом установления структурных отношений при построении вербализованного образа через описание состояния или процесса. Третий тип выделен авторами по направленности процесса построения вербализованного образа: от целого к деталям или наоборот. Крайними вариантами здесь являются глобальная и поэлементная стратегии. В реальных ситуациях наблюдения соотношение разных вариантов стратегий весьма динамично.

Итак, к психологическому наблюдению как научному методу предъявляются следующие требования: 1) целенаправленность, 2) опора на теоретические и методологические основания, 3) избирательность, 4) плановость, 5) системность, 6) организованность, 7) фикси- руемость, 8) релевантность, 9) полнота.

Определение наблюдения как исследовательского метода включает и фактор «определенных условий». В самом общем виде под условиями понимается определенная ситуация, то есть обстоятельства, в которых разворачиваются события, и развивается психическая деятельность объектов наблюдения. Ситуации наблюдения могут быть классифицированы по следующим основаниям на виды: 1) естественные или искусственные; 2) управляемые или неуправляемые наблюдателем (они еще определяются как контролируемые или неконтролируемые); 3) спонтанные или организованные; 4)стандарт- ные или необычные; 5) нормальные или экстремальные; 6) игровые - учебные - производственные. Кроме того, по виду контактов различают ситуации: 7) непосредственные-опосредованные; 8) вербальные- неречевые; 9) кратковременные - длительные.

Целенаправленное научное наблюдение применяется в следующих случаях: 1) ориентировка в проблеме - получение информации, способствующей прояснению проблемы, уточнению вопросов, формулировке гипотез; 2) сбор информации об объекте изучения, когда другие методы неприемлемы или их применение ограничено; 3) дополнение, уточнение или контроль результатов, полученных другими методами; 4) иллюстрация предложенных гипотез, интерпретаций, догадок, теорий.

На основе проведенного анализа для решения задач психологического диагностирования личности политика выделим возможности и ограничения наблюдения как метода научного исследования.

Возможности: 1) наблюдение как метод является источником всесторонних данных; 2) наблюдение не полагается на надежность памяти наблюдателя; 3) наблюдение исключает искажение вследствие взаимодействия с наблюдателем (кроме случаев прямого наблюдения); 4) политический психолог может наблюдать то, что сам политик не замечает вследствие чрезвычайной привычности обстановки; 5) наблюдение позволяет изучать тех политиков, кто не желает отвечать на вопросы; 6) наблюдение позволяет использовать различные методы и методики систематизации и формализации полученной в результате наблюдения информации; 7) сбор информации методом наблюдения не влияет на естественный ход событий и не препятствует естественности психологических проявлений наблюдаемых. Обычно люди, за которыми ведется наблюдение, не знают об этом. В связи с такой неосведомленностью могут возникать этические проблемы, требующие квалифицированного и деликатного подхода со стороны политического психолога.

Ограничения: 1) наблюдаемое поведение политика трактуется с точки зрения наблюдателя, в связи с этим возможны всякого рода искажения и тенденциозный отбор информации; 2) параметры психических явлений описываются опосредованно - по внешнему облику, поведению и т. д., в которых психологические состояния и характеристики напрямую не отражаются; 3) возможна непредсказуемая реакция объекта наблюдения в случае обнаружения им факта наблюдения; 4) отдельные явления, недоступные наблюдению; 5) недоступность данному методу некоторых скрытых проявлений психики - переживания, мысли, мотивы; 6) наблюдение практически всегда связано со значительным расходованием времени и средств; 7) существует проблема анализа качественных данных, если их обрабатывают количественными методами; 8) трудность формализации полученных данных, что усложняет их количественный анализ; 9) пассивная роль наблюдателя, ожидающего интересующие его события, при том, что вероятность их появления не высока; 10) трудность точного установления причин наблюдаемых явлений из-за невозможности учета всех воздействующих факторов.

Нам остается согласиться со словами классиков отечественной психологии в том, что «основным, как и всюду, методом исследования является наблюдение» . Метод наблюдения способен дать максимальный эффект в той мере, в какой исследователь именно данной области психологии готов к наибольшей полноте и глубине восприятия поведения изучаемого политического деятеля.

Важную информацию об изучаемом политике психологи получают при анализе документов. При этом документы в социальных науках понимаются достаточно широко. К ним относятся официальные документы и личная документация в собственном смысле слова, в том числе автобиографии, дневники, письма, конспекты, фотографии, материалы массовой коммуникации, литературы и искусства и т. д.

Все документы, с которыми работает политический психолог можно классифицировать по трем основаниям. Во-первых, по способу фиксации информации: рукописные и печатные документы, электронные и другие носители информации. Во-вторых, по статусу документа: личные и официальные документы. Личные документы - это дневники, письма, записки и т. д. Официальные документы: отчеты, справки, статьи, опубликованные интервью, брошюры, книги. В-третьих, по характеру документов: естественно функционирующие и созданные специально для каких-то целей. В каждом конкретном случае тот или иной документ будет иметь различный информативный вес.

В работе с документами возникает проблема в связи с тем, кто интерпретирует документ, - человек со своими собственными, присущими ему индивидуальными психологическими особенностями и пристрастиями. Важнейшую роль при изучении документа играет, например, способность к пониманию текста. Проблема понимания - это особая проблема в психологии, но здесь она включается в процесс применения методики, поэтому мы ее не будем принимать во внимание 1 .

Контент-анализ является эффективным методом для преодоления этого вида «субъективности» (интерпретации документа исследователем) . Сущность контент-анализа заключается в систематической фиксации заданных единиц изучаемого содержания и в их квантификации. Делаться это может в самых разнообразных целях в русле той или иной теории или концептуальной схемы, в том числе и для нужд психодиагностики.

Контент-анализ основан на принципе повторяемости, частотности различных смысловых и формальных элементов в документах - определенных понятий, суждений, тем, образов и т. п. Поэтому данный метод применяется только тогда, когда имеется достаточное количество материала для анализа, то есть представлено довольно много отдельных однородных документов, писем, фотографий и т. д. или есть несколько или даже один документ, например, дневник, но достаточного объема. При этом интересующие нас элементы содержания также должны встречаться в исследуемых документах с достаточной частотой. В противном случае наши выводы будут лишены статистической достоверности. Критерием здесь служит закон больших чисел.

В истории развития метода изучения документов имеется довольно разнообразный опыт его применения для психологических целей. Начиная с 20-х годов XX века, в социологии и психологии, помимо интуитивно-качественного подхода в изучении документов все чаще стали применять количественные методы. В СССР еще в 20-х годах количественные методы при изучении документов использовали психологи Н.А. Рыбников, И.Н. Шпильрейн, П.П. Блонский, социолог В.А. Кузьмичёв и др.

Качественно-количественный анализ содержания в 20-е годы использовал в своих работах известный русский исследователь биографических материалов Н.А. Рыбников, который в частности рассматривал автобиографии как психологические документы, документирующие личность и ее историю 1 .

В США тогда же квантификацию в исследовании материалов массовой коммуникации вводили М. Уилли, Г. Лассуэл и др. В 40-50-е годы в США был сформирован специальный междисциплинарный метод изучения документов - контент-анализ (англ, content analysis; от content - содержание). Позднее он пришел в европейские страны. В нашей стране с конца 60-х годов этот метод также получает распространение в социологических , социально-психологических , а позднее и в политико-психологических исследованиях .

Различные модификации метода контент-анализа весьма активно используются зарубежными политическими психологами . Так, например, в исследованиях известных американских ученых Д. Уинтера и М. Херманн с соавторами контент-анализу подверглись тексты выступлений Дж. Буша и М. Горбачёва .

Д. Уинтер и его соавторы пишут: «Как могут психологи оценивать мотивы людей, с которыми они не встречались и которых не могут изучать напрямую? В предшествующие годы было разработано множество объективных методов измерения мотивов и других личностных характеристик «на дистанции» с помощью систематического контент-анализа речей, интервью и прочих спонтанных вербальных материалов» 1 . Эти методы часто использовались в обобщающих исследованиях политического лидерства, например, в прогнозировании внешнеполитических ориентаций или склонности к насилию. Однако в отдельных случаях дистантные методы использовались для создания систематических портретов политических лидеров. Главная гипотеза дистантного исследования такого типа состоит в том, что слова политика и опирающиеся на них показатели являются приемлемыми способами изучения его личности.

Авторы исследования исходили из того, что изучение личностных переменных, которые измеряются с использованием специально разработанных процедур, действительно позволяют преодолевать влияние авторства, впечатлений и эго-защиты. Качественный метод контент-анализа рассматривает авторский текст как своего рода проекцию личности, отражающую особенности его психологии. Единицей анализа являются не слова, а образы. Качественный контент- анализ позволяет выделить важные и актуальные аспекты личности политика и сделать их анализ надежным при помощи эксплицитной кодировки фрагментов текста в соответствии с определенными переменными и количественной обработкой данных. Наряду с чисто качественными особенностями метод контент-анализа позволяет использовать и количественные параметры, позволяющие получить более надежные результаты. Таким образом, опыт применения качественноколичественного анализа различных документов демонстрирует его значительные возможности в психологическом портретировании.

Метод экспертных оценок используется наряду с контент- анализом. Он позволяет оценить отдельные качества личности политика и дать прогноз ее поведения. Примером использования метода экспертных оценок является подход П. Коуверта, основанный на Q-сортировке (Q-sorting). Этот метод позволяет исследователю компилировать экспертные оценки индивидуальности тех людей, непосредственное изучение поведения которых недоступно. Как и контент-анализ, Q-сортировка является строгим и объективным методом сравнения субъективных оценок личности политика .

Достоинством метода экспертных оценок является то, что он позволяет учитывать так называемые коэффициенты солидарности опрашиваемых. Вместе с тем оценки экспертов не всегда основаны на систематических критериях исследования личности. В некоторых случаях высокий коэффициент солидарности среди опрашиваемых может просто указывать на то, что результат опроса - это набор общеизвестной информации и мифов относительно личностных характеристик политиков.

Недостаток метода экспертных оценок заключается в его неэкономичности и громоздкости. Например, чтобы собрать данные для своего исследования о влиянии личности на феномен американского президентства, П. Коверт 1 опросил сорока двух экспертов. С. Рубен- цер и его соавторы при создании своей работы о президентах США встретились с сотнями биографов, политологов, журналистов и чиновников, добились сотрудничества со ста десятью экспертами, которые заполнили в общей сложности сто пятьдесят шесть оценочных бланков, содержавших по шестьсот двадцать пунктов каждый.

Метод экспертных оценок с трудом может быть использован для изучения политиков в разгар избирательных кампаний, когда бывает особенно необходимо дать точную оценку личности того или иного кандидата в плане его психологической пригодности для будущей должности. В таких условиях историки и биографы - это не самые оптимальные источники информации. Более практичным было бы получать данные напрямую из сочинений экспертов, что требует их активного сотрудничества с исследователями.

В отличие от широких и абстрактных когнитивных элементов, которые опираются на психологические теории личности, концепция операционального кода была разработана в основном для исследования политических убеждений. Понятие операционального кода является своеобразным медиатором, связующим звеном между политическим сознанием и поведением. С его помощью политический психолог имеет возможность исследовать политика путем как качественного, так и количественного анализа, используя при этом и тексты выступлений самого лидера, и интервью с его соратниками и биографами. На основании вербальных проявлений политического сознания политический психолог может реконструировать и поведенческие характеристики личности.

Комбинируя различные измерения операционального кода, исследователь может выявить специфические черты конкретного лидера и сравнить его характеристики с данными других политиков. Кроме того, этот метод предоставляет возможности для изучения влияния системы убеждений политического деятеля на его политическое поведение. Исследователи операционального кода в целом согласны с тем, что убеждения политика влияют на его политическое поведение, определяя его позиции по тем или иным вопросам. При этом в большинстве как теоретических, так и эмпирических работ об операциональном коде в центре анализа оказывалась именно природа системы убеждений политика, а не его политическое поведение . Операциональное кодирование является оптимальным методом для анализа когнитивных характеристик личности политического деятеля, находящегося под влиянием эффектов власти и политических кризисов.

Методы психолингвистического анализа политического текста обладают значительным диагностическим потенциалом2. При этом под текстом понимается любой отрезок связной речи, начиная с простого высказывания в повседневной речи - до рассказа, романа, публицистической статьи или любого научного текста. Б.Ф. Поршнев

пишет, что «из всех знаковых средств, из всех механизмов человеческого общения, первенствующее значение принадлежит, конечно, речи» 1 . Внимательно вслушиваясь в речь незнакомого собеседника, наблюдая его в разных коммуникативных ситуациях, мы можем составить портрет языковой личности . Речь человека несет в себе информацию о самых различных чертах личности говорящего. «Человек говорящий» предстает в виде многогранного, многопланового объекта исследования, неповторимость которого определяется уникальной комбинацией социально-психологических характеристик.

Итак, политический психолог, применяющий разнообразные методы диагностирования, в полной мере должен знать их потенциал - это является важным условием эффективности его работы и отражает ориентацию на профессионально оправданные возможности получения значимой психологической информации. Вместе с тем в реальной практике даже опытные психологи часто ориентируются или на текст, произносимый политиком, или на психологические тесты. Различные психодиагностические методы, компьютерные программы тестирования не исключают и не заменяют психологического наблюдения, которое может оказаться информативнее и динамичнее машинной характеристики. Политик чаще «говорит» лицом, позой, одеждой, нежели «крестиками» на бланках тестов. Политический психолог должен стремиться не только к овладению разнообразными инструментальными методами психологического диагностирования, но и к освоению безбланковой психодиагностики, которую профессор Г.В. Суходольский назвал «органолептической психодиагностикой», то есть распознаванием личностных качеств человека с максимальным использованием в первую очередь органов чувств, а не только психометрических инструментов .

Все перечисленные в настоящей работе методы требуют для своего применения не только профессионализма в исполнении и соответствующей профессиональной этики, но и навыков в интерпретации полученных результатов. Они складываются не только из собственно психологических методик, но и из умения соединять их с анализом политического контекста, в котором действует политик и который придает соответствующий смысл его поступкам. К сожалению, есть немало примеров того, как профессиональные психологи, не имевшие опыта работы с политиками, терпели неудачу в установлении контакта с клиентом в конкретной политической ситуации, которую они плохо понимали. Отсюда можно сделать вывод, что для эффективной работы политическому психологу недостаточно только владеть собственно психологическими методами. Ему необходимо грамотно анализировать политический контекст, знать расклад политических сил как в ситуации в целом, так и в ближайшем окружении политика 1 .

Введение

Стремительное развитие космонавтики, успехи в изучение околоземного и межпланетного космического пространства, выявилось весьма высокая эффективность использования околоземного космоса и космических технологий в интересах многих наук о Земле: география, гидрология, геохимия, геология, океанология, геодезия, гидрология, землеведение.

Использование искусственных спутников Земли для связи и телевидения, оперативного и долгосрочного прогнозирования погоды и гидрометеорологической обстановки, для навигации на морских путях и авиационных трассах, для высокоточной геодезии, изучения природных ресурсов Земли и контроля среды обитания становится все более привычным. В ближайшей и в более отдаленной перспективе разностороннее использование космоса и космической техники в различных областях хозяйства значительно возрастет

Дистанционные методы

Дистанционные методы - общее название методов изучения наземных объектов и космических тел неконтактным путём на значительном расстоянии (например, с воздуха или из космоса) различными приборами в разных областях спектра (Рис.1). Дистанционные методы позволяют оценивать региональные особенности изучаемых объектов, выявляемые на больших расстояниях. Термин получил распространение после запуска в 1957 первого в мире искусственного спутника Земли и съёмки обратной стороны Луны советской автоматической станцией "Зонд-3" (1959).

Рис. 1. Основные геометрические параметры сканирующей системы: - угол обзора; Х и У - линейные элементы сканирования; dx и dy - элементы изменения мгновенного угла зрения; W - направление движения

Различают активные дистанционные методы, основанные на использовании отражённого объектами излучения после облучения их искусственными источниками, и пассивные , которые изучают собственное излучение тел и отражённое ими солнечное. В зависимости от расположения приёмников дистанционные методы подразделяют на наземные (в том числе надводные), воздушные (атмосферные, или аэро-) и космические. По типу носителя аппаратуры дистанционные методы различают самолётные, вертолётные, аэростатные, ракетные, спутниковые дистанционные методы (вгеолого-геофизических исследованиях - аэрофотосъёмка, аэрогеофизическая съёмка и космическая съёмка). Отбор, сравнение и анализ спектральных характеристик в разных диапазонах электромагнитного излучения позволяют распознать объекты и получить информацию об их размере, плотности, химическом составе, физических свойствах и состоянии. Для поисков радиоактивных руд и источников используется g-диапазон, для установления химического состава горных пород и почв - ультрафиолетовая часть спектра; световой диапазон наиболее информативен при изучении почв и растительного покрова, инфракрасная (ИК) - даёт оценки температур поверхности тел, радиоволны - информацию о рельефе поверхности, минеральном составе, влажности и глубинных свойствах природных образований и об атмосферных слоях.

По типу приёмника излучения дистанционные методы подразделяют на визуальные, фотографические, фотоэлектрические, радиометрические и радиолокационные. В визуальном методе (описание, оценка и зарисовки) регистрирующим элементом является глаз наблюдателя. Фотографические приёмники (0,3-0,9 мкм) обладают эффектом накопления, однако они имеют различную чувствительность в разных областях спектра (селективны). Фотоэлектрические приёмники (энергия излучения преобразуется непосредственно в электрический сигнал при помощи фотоумножителей, фотоэлементов и других фотоэлектронных приборов) также селективны, но более чувствительны и менее инерционны. Для абсолютных энергетических измерений во всех областях спектра, и особенно в ИК, используют приёмники, преобразующие тепловую энергию в другие виды (чаще всего в электрические), для представления данных в аналоговой или цифровой форме на магнитных и других носителях информации для их анализа при помощи ЭВМ. Видеоинформация, полученная телевизионными, сканерными (рис.), панорамными камерами, тепловизионными, радиолокационными (бокового и кругового обзора) и другими системами, позволяет изучить пространственное положение объектов, их распространённость, привязать их непосредственно к карте.

Бесспорно, важнейшие качества данных, используемых в про­цессе принятия решения, - актуальность, полнота и объектив­ность. Всеми этими качествами обладают данные дистанционного зондирования (ДЦЗ) Земли. Они служат эффективным инстру­ментом, позволяющим оперативно и детально исследовать состоя­ние окружающей среды, использование природных ресурсов и по­лучать объективную картину мира.

Дистанционное зондирование - получение информации о зем­ной поверхности (включая расположенные на ней объекты) без непосредственного контакта с ней путем регистрации приходя­щего от нее электромагнитного излучения .

Методы дистанционного зондирования основаны на том, что любой объект излучает и отражает электромагнитную энергию в соответствии с особенностями его природы. Различия в длинах волн и интенсивности излучения могут быть использованы для изучения свойств удаленного объекта без непосредственного кон­такта с ним .

Дистанционное зондирование сегодня - это огромное разно­образие методов получения изображений практически во всех диапазонах длин волн электромагнитного спектра (от ультрафиоле­товой до дальней инфракрасной) и радиодиапазона, самая раз­личная обзорность изображений - от снимков с метеорологиче­ских геостационарных спутников, охватывающих практически це­лое полушарие, до детальных аэросъемок участка в несколько сот квадратных метров .

Основные достоинства дистанционного мониторинга следующие:

Наблюдаются и регистрируются сведения об обширных пространствах вплоть до всей видимой в момент съемки части Земного шара;

Благодаря большой обзорности можно прослеживать глобальные и крупные региональные особенности природы Земли;

Космические снимки дают однотипную информацию о труднодоступных районах с такой же точностью, как и для хорошо
изученных участков, что позволяет эффективно применять метод
экстраполяции дешифровочных признаков на основе выделения
ландшафтов-аналогов;

Мгновенность изображения обширных площадей сводит к минимуму влияние переменных факторов;

Возможность регулярного проведения повторных съемок позволяет выбрать лучшие изображения;

По материалам повторных съемок изучается динамика при­
родных процессов;

Комплексный характер информации, содержащейся на космоснимках, обусловливает использование их для изучения сложных
процессов взаимодействия компонентов природы: атмосферы и
океана, гидрологических процессов с литогенной основой, жи­вотных и растений со всем многообразием условий их обитания;

Благодаря естественной генерализации изображения на кос­мических снимках отображаются наиболее крупные и существенные элементы ландшафтной структуры географической оболочки
и следы антропогенного воздействия .

История использования данных аэрокосмического мониторинга. Дистанционные методы исследования окружающей среды ведут свою историю с древнейших времен. Например, еще в Древнем Риме существовали изображения различных географических объек­тов в виде планов на стенах зданий.

В XVIII в. определение размеров и пространственного положения предметов происходило по его рисованным изображениям в цент­ральной проекции, которые получали с помощью камеры-обскуры с возвышенных мест и судов. Исследователь получал снимки-ри­сунки, графически фиксируя оптическое изображение. Уже при съемке производился отбор и обобщение деталей изображения.

Следующими этапами в развитии дистанционных методов стали открытие фотографии, изобретение фотообъектива и стереоскопа. Фотографическая регистрация оптического изображения позво­лила получать практически моментальные снимки, которые отличались объективностью, детальностью и точностью. Француз­ский геолог и альпинист Э. Цивиаль выполнил фотографирова­ние в Пиренеях и Альпах.

Фотографии местности, сделанные с высоты птичьего полета с воздушных шаров и воздушных змеев, сразу же получили высо­кую картографическую оценку. Для различных военных и граж­данских целей использовались снимки с привязных аэростатов и аэропланов .

Первые самолетные съемки совершили революцию в дистан­ционном зондировании, но они не позволяли получать необходи­мые мелкомасштабные изображения. Однако в 1920 -1930-е гг. фо­тосъемка местности с самолетов широко применялась для созда­ния лесных, топографических, геологических карт, для изыска­тельских работ.

Следующим этапом стало использование баллистических ракет. Первый снимок земной поверхности был получен при помощи фотоаппарата, установленного на баллистической ракете Fau-2 немецкого производства, запущенной в 1945 г. с американского ракетного полигона White Sands. Ракета достигла высоты 120 км, после чего фотоаппарат с отснятой пленкой был возвращен на Землю в специальной капсуле. До конца 1950-х гг. космическая съемка поверхности Земли осуществлялась с высот до 200 км ис­ключительно с использованием аппаратуры, устанавливаемой на баллистических ракетах и зондах . Несмотря на несовершен­ство методики получения снимков при фотографировании с бал­листических ракет, они широко применялись благодаря их отно­сительной дешевизне для изучения растительности, типов исполь­зования земель, для нужд гидрометеорологии и геологии и при исследованиях природной среды .

Началом систематического обзора поверхности Земли из кос­моса можно считать запуск 1 апреля 1960 г. американского метео­рологического спутника TIROS-1 {Television and Infrared Observation Satellite). Первый отечественный ИСЗ аналогичного назначения, «Космос-122», был выведен на орбиту 25 июня 1966 г. Работа спут­ников серии «Космос» («Космос-144» и «Космос-156») позволила создать метеорологическую систему, впоследствии разросшуюся в специальную службу погоды (система «Метеор»).

Уже со времени второго пилотируемого полета Г.С.Титова на корабле «Восток-2» (1961) производилась съемка Земли. В каче­стве съемочной аппаратуры использовались ручные фотокамеры.

Со второй половины 1970-х гг. космические съемки стали про­водиться в массовом порядке с автоматических спутников. Первым спутником, нацеленным на исследование природных ресурсов Зем­ли, стал американский космический аппарат (КА) ERTS {Earth Resources Technological Satellite), впоследствии переименованный в Landsat, дававший разрешение на местности в 50 - 100 м.

По-настоящему широкие перспективы открылись перед дис­танционным зондированием с развитием компьютерных техноло­гий, переносом всех основных операций по обработке и использо­ванию данных съемок на компьютеры, особенно в связи с появ­лением и широким распространением ГИС .

Сейчас задачи оперативного спутникового контроля природ­ных ресурсов, исследования динамики протекания природных процессов и явлений, анализа причин, прогнозирования воз­можных последствий и выбора способов предупреждения чрез­вычайных ситуаций считаются неотъемлемым атрибутом мето­дологии сбора информации о состоянии интересующей терри­тории (страны, края, города), необходимой для принятия пра­вильных и своевременных управленческих решений. Особая роль отводится спутниковой информации в геоинформационных си­стемах, где результаты дистанционного зондирования поверх­ности Земли (ДЗЗ) из космоса являются регулярно обновляе­мым источником данных, необходимых для формирования при-родоресурсных кадастров и других приложений, охватывая весьма широкий спектр масштабов (от 1:10 000 до 1:10 000 000). При этом информация ДЗЗ позволяет оперативно оценивать достоверность и в случае необходимости проводить обновление использующихся графических слоев (карт дорожной сети, комму­никаций и т.п.), а также может быть использована в качестве растровой «подложки» в целом ряде ГИС-приложений, без кото­рых сегодня уже немыслима современная хозяйственная деятель­ность .

Принципы современного подхода к использованию данных дис­танционного зондирования Земли. 1. Вся обработка и практически все использование ДДЗ производится в цифровом виде с помо­щью компьютеров.

2. Все материалы дешифрирования ДДЗ и другие получаемые
из них данные готовятся для использования в составе пространственных баз данных геоинформационных систем.

3. В процессе использования ДДЗ дополнительно привлекаются
самые различные данные другого типа, организованные в виде
баз данных ГИС. Это могут быть данные полевых обследований,
различные карты, другие данные дистанционного зондирования,
геофизические и геохимические поля, характеризующие те или
иные природные среды, и т.д. Эти данные используются непосредственно в процессе дешифрирования ДДЗ или вовлекаются в
совместную обработку с ними. Дешифрирование и процесс ис­пользования ДДЗ сегодня следует рассматривать не как отдельный
изолированный процесс, а как часть процесса комплексной интерпретации и использования данных.

4. Как правило, работа с ДДЗ производится не с отдельными
снимками, а с виртуальной мозаикой многих кадров.

5. Улучшающая обработка изображения - не отдельный про­
цесс, оторванный от процесса тематической обработки и дешифрирования ДДЗ, а обработка прямо в процессе дешифрирования
или другого использования.

6. В основном тематическая обработка и дешифрирование ДДЗ
ведется или с трансформированными и привязанными снимками
в реальных координатных системах, или при установленной та­
кой связи с реальными координатами с возможностью выполнения отложенного трансформирования.

7. Картографические проекции и системы координат более не
трактуются как нечто навсегда заданное для изображения; они
преобразуются по мере необходимости как для отдельных точек
или объектов, так и для целого изображения ДДЗ.

8. Широко применяются методы автоматизации тематической
обработки, автоматизации дешифрирования, которые, однако,
не рассматриваются обычно как методы получения окончательного результата, а как подручные, многократно применяемые ме­тоды получения чернового результата, как метод исследования
данных. Главные и окончательные решения чаще всего принимает
человек.

9. Для комплексного анализа данных, включающих ДДЗ, часто
применяются технологии экспертных систем и им подобные, объединяющие неформальные знания экспертов и формальные методы анализа.

10. Из процесса использования ДДЗ исключен как самостоя­тельная стадия процесс сбора результатов дешифрирования от­
дельных снимков и перенос их на единую топооснову.

11. Значительная часть обработки, особенно улучшающих пре­
образований, проводится без внесения изменений в файлы данных на диске (в оперативной памяти или временных файлах),
поэтому не происходит накопления промежуточных результатов
обработки и возможна отмена выполненных преобразований.

12. Поскольку трансформирование и привязка снимков могут
занимать различное положение в цепи обработки и использова­ния снимков, их нельзя более считать поставщиком данных или
специальной группой подготовки (предварительной обработки)
снимков. В ряде ситуаций она выполняется конечным пользователем ДДЗ, занятым их тематическим использованием.

13.Фотограмметрические методики, обеспечивающие выпол­нение точных геометрических измерений на снимках, ранее мало­доступные из-за необходимости использования очень дорогого, сложного в эксплуатации и немобильного оптико-механического оборудования и высококвалифицированного персонала, сегодня, с внедрением методов цифровой фотограмметрии и, особенно, в связи с ее переходом на использование персональных компьюте­ров, стали доступны даже конечному пользователю ДДЗ .

Далее мы подробно остановимся на космическом мониторинге окружающей среды как наиболее объективном и современном методе отражения процессов и явлений, происходящих в окружаю­щей среде. Космические методы удачно дополняют традиционные наземные и аэрометоды. Их совместное использование обеспе­чивает исследования одновременно на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Основной продукт космического мониторинга - снимок. Сни­мок - двумерное изображение, полученное в результате дистан­ционной регистрации техническими средствами собственного или отраженного излучения и предназначаемое для обнаружения, каче­ственного и количественного изучения объектов, явлений и про­цессов путем дешифрирования, измерения и картографирования.

Космические снимки имеют большую познавательную цен­ность, усиленную их особыми свойствами, такими как большая обзорность, генерализованность изображения, комплексное отоб­ражение всех компонентов геосферы, регулярная повторяемость через определенные интервалы времени, оперативность поступ­ления информации, возможность ее получения для объектов, не­доступных изучению другими средствами.

Генерализация изображения на космических снимках включает геометрическое и тоновое обобщение рисунка изображения и за­висит от ряда факторов - технических (масштаба и разрешения снимков, метода и спектрального диапазона съемки) и природ­ных (влияния атмосферы, особенностей территории). В результате такой генерализации изображение многих черт земной поверхно­сти на снимках освобождается от частностей, в то же время раз­розненные детали объединяются в единое целое, поэтому более четко выступают объекты высших таксономических уровней, круп­ные региональные и глобальные структуры, зональные и плане­тарные закономерности.

Влияние генерализации изображения на дешифрируемость кос­мических снимков - двойственное. Сильно обобщенное изобра­жение уменьшает возможность высокоточного и детального картографирования по космическим снимкам, в частности влечет ошибки дешифрирования. Недаром стремятся к использованию снимков высокого разрешения. Однако обобщенность изображе­ния космического снимка относится к его достоинствам. Это свой­ство позволяет также использовать космические снимки для непосредственного составления тематических карт в средних и мелких масштабах без трудоемкого детального многоступенчатого перехода от крупных масштабов карт к мелким, что обеспечивает экономию времени и средств. Во-вторых, оно дает преимущества смыслового, содержательного, плана: на космических снимках выявляются важные объекты, скрытые на снимках более крупных масштабов .

Классификация космических снимков. Космические снимки мож­но классифицировать по разным признакам: в зависимости от выбора регистрируемых излучательных и отражательных характе­ристик, что определяется спектральным диапазоном съемки; от тех­нологии получения изображений и передачи их на Землю, во мно­гом обусловливающей качество снимков; от параметров орбиты космического носителя и съемочной аппаратуры, определяющих масштаб съемки, обзорность, разрешение снимков и т.п.

По спектральному диапазону (рис. 4.6) космические снимки де­лятся на три основные группы :

В видимом и ближнем инфракрасном (световом) диапазоне;

В тепловом инфракрасном диапазоне;

Снимки в радиодиапазоне.

По технологии получения изображения, способам получения сним­ков и передачи на Землю снимки в видимом и ближнем инфра­красном (световом) диапазоне подразделяют на:

Фотографические;

Телевизионные и сканерные;

Многоэлементные ПЗС-снимки на основе приборов с зарядовой связью;

Фототелевизионные.

Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне представляют собой тепловые инфракрасные радиометрические снимки. Снимки в радиодиапазоне делятся в зависимости от использования актив­ного или пассивного принципа съемки на микроволновые радио­метрические, получаемые при пассивной регистрации излучения, и радиолокационные, получаемые при активной локации.

По масштабу космические снимки делятся на три группы:

1) мелкомасштабные (1:10 000 000 -1:100 000 000);

2) среднемасштабные (1:1 000000- 1:10 000 000);

3) крупномасштабные (крупнее 1:1 000 000).

По обзорности (площадному охвату территории одним снимком) снимки подразделяются на:

Глобальные (охватывающие всю планету, точнее, освещенную
часть одного полушария);

Региональные, на которых изображаются части материков или
крупные регионы;

Локальные, на которых изображаются части регионов.

По разрешению (минимальной линейной величине на местности изображающихся объектов) снимки различаются на снимки:

Очень низкого разрешения, измеряющееся десятками кило­
метров;

Низкого разрешения, измеряющегося километрами;

Среднего разрешения, измеряющегося сотнями метров;

Снимки высокого разрешения, измеряющегося десятками мет­ров (которые, в свою очередь, делят на снимки относительно высо кое качество снимков, получаемых в видимом и ближнем ин­фракрасном диапазоне, их геометрические и фотометрические свой­ства зависят от технологии получения снимков и передачи их на Землю.

Фотографические снимки в этом диапазоне получают с пилоти­руемых кораблей и орбитальных станций или с автоматических спутников. Известные недостатки фотографического метода свя­заны с необходимостью возвращения пленки на Землю и ограни­ченным ее запасом на борту. Однако этот метод дает снимки наи­более высокого качества, с хорошими геометрическими и фото­метрическими характеристиками. Разрешение фотографических снимков с околоземных орбит высотой 100 - 400 км может быть доведено до десятков сантиметров, но такие снимки не обладают большой обзорностью. Фотографические снимки, сделанные первыми советскими космонавтами с корабля «Восток», представ­лены в альбоме «Наша планета из космоса» (1964). На них разли­чались береговые линии морей, реки, леса. Однако возможности их использования были весьма ограниченны. Затем в нашей стране фотографическая съемка производилась с космических кораблей серии «Союз», с орбитальных станций «Салют» и сменивших их в 1986 г. станций «Мир». Основной объем фотографической ин­формации поступает в нашей стране со специальных автомати­ческих спутников серии «Космос». Система этих спутников получи­ла теперь наименование «Ресурс-Ф» (как фотографическая под­система общегосударственной космической системы исследования природных ресурсов) (подробнее о спутниках и установленной на них аппаратуре см. раздел 4.8).

Телевизионная и сканерная съемка в этом диапазоне дает воз­можность систематического получения изображения всей поверх­ности Земли с искусственных спутников в течение длительного времени при быстрой передаче его на приемные станции. При выполнении съемки этим методом используются кадровые и ска­нирующие системы. В первом случае на борту спутника имеется миниатюрная телевизионная камера (видикон), в которой опти­ческое изображение, построенное объективом на экране при считывании электронным лучом, переводится в форму электро­сигналов и по радиоканалам передается на Землю. Во втором слу­чае качающееся зеркало сканера на борту носителя улавливает отраженный от Земли световой поток, поступающий на фотоум­ножитель. Преобразованные сигналы сканера также по радиока­налам передаются на Землю, где на приемных станциях они при­нимаются и записываются в виде изображений. При этом каждый сигнал относится к определенной площадке - элементу изображе­ния, - для которой передается интегральная яркость. Колебание зеркала реализует строки изображения, а благодаря движению носителя происходит накопление строк и формируется снимок, что обусловливает строчно-сетчатую поэлементную структуру изоб­ражения.

Телевизионные и сканерные снимки могут передаваться на Землю в реальном масштабе прохождения спутника над объектом съемки. Оперативность получения снимков составляет отличитель­ную черту этого метода. Телевизионная и сканирующая аппарату­ра устанавливается на полярно-орбитальных спутниках Земли.

Важной особенностью сканерной съемки является поступле­ние информации со спутника в цифровой форме, что облегчает ее обработку.

Получение многоэлементных ПЗС-снимков связано с примене­нием электронных камер (иногда их называют электронными ска­нерами). В них используются многоэлементные линейные и мат­ричные приемники излучения, состоящие из нескольких тысяч миниатюрных (размером 10 - 20 мкм) светочувствительных эле­ментов-детекторов - так называемых приборов с зарядовой свя­зью (ПЗС). Их малые размеры обеспечивают высокое разрешение подобных снимков. Линейный ряд детекторов (так называемая линейка ПЗС) реализует сразу целую строку снимка, а накопле­ние строк обеспечивается за счет движения носителя аппаратуры. Эта аппаратура не имеет колеблющихся или вращающихся эле­ментов конструкции, что вместе с высоким разрешением обус­ловливает лучшие геометрические свойства снимков.

Снимки этого типа впервые были получены в 1980 г. с помощью экспериментальной системы МСУ-Э на спутнике «Метеор-30». На спутнике «Ресурс-01» с 1988 г. аппаратура МСУ-Э дает снимки в 3 спектральных зонах с разрешением 45 м при охвате 45 км; для расширения полосы охвата используются 2 сканера. Информация с этих спутников поступает в цифровой форме и предназначена для автоматизированной обработки.

Фототелевизионные снимки получают с помощью фотокамеры, обеспечивающей хорошее качество изображения. Передача экс­понированного и проявленного на борту изображения на Землю идет по телевизионным каналам связи. Фототелевизионный метод съемки сыграл важную роль при съемке планет.

Применение фототелевизионных снимков относится к первым годам космических исследований, когда качество телевизионных изображений заставляло обращаться к фотографированию с бор­та космических носителей даже при невозможности доставки от­снятой пленки на Землю, используя телевизионный метод для передачи снимков. Использование этих снимков было особенно Важно при исследованиях Луны и Марса.

Снимки в тепловом инфракрасном диапазоне. Тепловой инфра­красный диапазон охватывает длины волн от 3 до 1000 мкм, одна­ко большая часть его лучей не пропускается атмосферой. Имеются только три окна прозрачности с длинами волн 3 - 5, 8 -14 и 30 - 80 мкм, первые два из которых используются для съемки. Интен­сивность излучения Солнца в этом диапазоне незначительна, но зато на волны длиной 10 - 12 мкм приходится максимум собствен­ного теплового излучения Земли. Поскольку у различных объек­тов земной поверхности (суши, воды, по-разному увлажненных почв и т.п.) оно неодинаково, появляется возможность по дан­ным регистрации этого излучения судить о характере излучаю­щих объектов. Регистрирующие приборы, работающие в этом ди­апазоне (тепловые инфракрасные радиометры), дают сигналы разной силы для объектов с различной температурой. При по­строении по этим сигналам изображения - теплового инфракрас­ного снимка - получают пространственно зафиксированные тем­пературные различия объектов съемки. Обычно на таких снимках наиболее холодные объекты выглядят светлыми, теплые - темны­ми со всей гаммой температурных переходов. Съемку можно вести ночью - на затененной стороне Земли, а также в условиях по­лярной ночи. Съемке мешает облачность, так как в этом случае регистрируются температуры не земной поверхности, а верхней кромки облаков.

Помимо прямого определения температурных режимов види­мых объектов и явлений (как природных, так и искусственных) тепловые снимки позволяют косвенно выявлять то, что скрыто под землей - подземные реки, трубопроводы и т. п. Снимки по­зволяют отслеживать динамику лесных пожаров, нефтяные и га­зовые факелы, процессы подземной эрозии .

Дистанционное зондирование в тепловой инфракрасной обла­сти спектра - более сложная задача, чем в видимой и ближней инфракрасной областях. Это обусловлено тем, что в тепловой об­ласти измерения чувствительны к температуре, которая характе­ризуется следующими свойствами для соответствующих природ­ных объектов:

Эти объекты могут запасать и через какое-то время высвобождать сохраненное тепло, т.е. фактическая температура определяется не только текущими условиями измерений, но и предысто­рией нагревания того или иного объекта;

На земной поверхности тепловая энергия зависит не только
от солнечной радиации, но и от турбулентного теплообмена поверхности и испарения влаги .

Тем самым при определении температуры земной поверхности по данным дистанционного зондирования с точки зрения иден­тификации тепловых свойств объектов исследования необходимо учитывать обмен и изменения энергетических потоков и эволю­цию температуры поверхности во времени. Обычно поверхность суши и океаны поглощают солнечную энергию в дневное время суток и переизлучают часть запасенной энергии в тепловой обла­сти спектра в ночное время. Вместе с тем атмосфера имеет собственное тепловое излучение, что определяет сложный характер баланса радиационных и тепловых потоков. В ночное время суток эта «усложненная» тепловая энергия переизлучается до следую­щего цикла солнечного нагревания неодинаково для разных гор­ных пород, почвенно-растительного покрова и водных поверхно­стей вследствие их разной теплоинерционной способности .

Снимки в радиодиапазоне. Для дистанционного изучения Земли используется ультракоротковолновый диапазон радиоволн с дли­нами 1 мм - 10 м, точнее, его наиболее коротковолновая часть (1 мм - 1 м), называемая сверхвысокочастотным (СВЧ) диапазо­ном (в зарубежной литературе его называют микроволновым). Он в значительной мере свободен от влияния атмосферы: окно про­зрачности охватывает длины волн от 1 см до 10 м. При съемке в ультракоротковолновом диапазоне фиксируется либо собственное излучение Земли этого диапазона (пассивная радиометрия), либо отраженное искусственное излучение (активная радиолокация).

При пассивной съемке получают микроволновые радиометри­ческие снимки. С помощью микроволновых радиометров регистри­руется микроволновое излучение различных объектов - так на­зываемые радиояркостные температуры. Такая съемка называется радиотепловой или микроволновой радиометрической. По сигна­лам излучения строится пространственное изображение - мик­роволновый радиометрический снимок, на котором по-разному изображаются объекты, обладающие неодинаковыми излучатель-ными свойствами. Излучательные характеристики различных при­родных и искусственных объектов в этом диапазоне неодинаковы. Так, излучение металлов минимально, практически равно 0; излу­чение растительности и сухой почвы определяется коэффициен­том 0,9, а воды - 0,3. Это позволяет разделять на снимках объекты с различными излучательными свойствами, в частности разные по влажности почвы, воды с разной степенью солености, объекты с разной кристаллической структурой, промерзание грунтов. На таких снимках по-разному выглядят морские льды различного воз­раста - однолетние и многолетние, - которые могут не разли­чаться на обычных снимках в оптическом диапазоне.

При активной радиолокационной съемке получают собственно радиолокационные снимки. На носителе устанавливается активный источник радиоизлучения с антенной, действующий по принципу просмотра местности поперек линии маршрута. Посылаемый к Земле узконаправленный сигнал по-разному отражается поверхностью и улавливается регистрирующей аппаратурой. Из таких построчных сигналов формируются радиолокационные снимки, на которых отображаются шероховатость поверхности, ее микрорельеф, осо­бенности структуры и состав пород, слагающих поверхность.

При размерах неровностей поверхности меньше полудлины волны поверхность объекта для радиоволн как бы гладкая (зеркалит) и изображается на радиолокационных снимках наиболее тем­ным тоном (песчаные пляжи, солончаки, такыры, гладкая вод­ная поверхность). При размере неровностей больше полудлины волны происходит рассеивание и диффузное отражение энергии, зависящее от величины неровностей, их формы, ориентировки по отношению к радиолучу. Они изображаются серым тоном раз­ной плотности. Растительность увеличивает поглощение радиоволн и изображается светлым тоном. Такое радиолокационное поверх­ностное зондирование ведут, используя волны сантиметрового диапазона. Генерируя излучение различных длин волн, можно получать информацию об объектах на некоторой глубине. Радио­локаторы подповерхностного зондирования работают в децимет­ровом и метровом диапазоне (1-30 м). Они обнаруживают под­поверхностные неоднородности грунтов, позволяя определять глу­бину их залегания и мощность. Например, в диапазоне 0,5 - 1 м фиксируются пресные грунтовые воды в песках на глубине до 20 м.

Радиолокационные снимки могут применяться для изучения волнения и приповерхностных ветров, исследования поверхност­ных и подповерхностных структур, поисков линз подземных вод, изучения растительности, картографирования использования зе­мель, изучения городов и решения других задач.

Пассивная и активная съемка в радиодиапазоне отличается от остальных видов съемки своей всепогодностью, обусловленной абсолютной прозрачностью атмосферы для волн этого диапазона спектра. Она может производиться ночью, при сплошной облач­ности, тумане, дожде. Именно поэтому важно применение дан­ного диапазона для космических съемок, в особенности для опе­ративных целей.