Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 169
Текст из файла (страница 169)
гл. 8, равд. 8.) Для наблюдения за передвижениями животных можно использовать также наземную радарную установку. С помощью радара были проведены очень интересные исследования поведения насекомых (Конрад, !968; Гловер и др., 1966) и миграций птиц (Лэк, 1959, 1962).
Вместе с тем мигрирующие птицы, а иногда и насекомые могут быть причиной паразитных сигналов в авиационных приборах, происхождение которых сначала не могли понять. Чувствительность даже обыкновенной метеорологической радиолокационной установки теперь так велика, что они не только регистрируют массовые ночные миграции, но и выявляют число птиц и даже высоту и направление полета отдельной птицы (Конрад, Хикс, Добсон, 1968). Распознавание и слежение за массовыми перелетами птиц (и летучих мышей) важны для предотвращения опасных столкновений с самолетами.
Хотя 597 Гл. 1а. пРименение дистанционных датчиков хорошо известно, что большинство птиц мигрируют ночью, характер и протяженность миграций было трудно оценить, пока мы не научились отличать «птичьи» сигналы от сигналов, возникающих при отражении от капелек воды и других небиологнческих отражателей.
Очень большие скопления мигрирующих птиц часто бывают связаны с движением фронтов погоды. 2. ПРОЦЕСС ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ Информацию, содержащуюся в фотографиях или других изображениях, можно оценить как качественно, так и количественно. Процедура установления соответствий путем визуального исследования называется интерпретацией или расшифровкой аэрофотоснимков, а процедура количественной реконструкции наблюдаемых структур называется трогограмметрией. Интерпретация К исследователю, анализирующему изображения, предъявляются известные требования. Прежде всего он должен обладать опытом нли другой полученной на земле информацией: 1) об аналогичных районах и 2) о тех проблемах, для решения которых проводится анализ (Людер, 1959).
Вероятно, наибольшей компетентностью для извлечения информации о растительности из аэрофотоснимков обладает специалист по экологии растений. Далее, для анализа изображения необходимо представлять себе его масштабы, чтобы давать количественные и качественные оценки. На распознавание размера и формы частично влияет масштаб, а распознавание структуры зависит от расположения составных частей; оба эти обстоятельства, очевидно, по-разному влияют на расшифровку фотоснимков, сделанных со спутника, и микрофотографий.
Наконец, при интерпретации следует принимать во внимание зерно, Рис с ис о л н и е Фиг. 229. Четыре свойства пленки и оптическаи плотность. Л. Зерно. Б. Раарешенне. В. Контраст. Г. Реаность. чАсть 3. ЛРиклАдные и технолоГические Аспекты экОлОГИИ ллупрблия и.е (! ! салон| ар за и з ЗГ-.." р)нфоумацая Организация Фиг. 230.
При интерпретации фотографии (И. Ф,) по аналогии с теоретико-информационной моделью знтропия сложной структуры уменьшается по мере извлечения ин. формации. Один из важных входов для расшифровки структуры составляет обучение, а оиыт представляет собой обратную связь, которая иадулнрует и ускоряет дальнейшую нитерйретацию. разрешение, контраст и резкость (фиг. 229). Вариации плотности можно измерить в градациях серого или — в случае несерых изображений— в цвете или оттенке, в цветовых координатах, в цветах по шкале Мунзелла или в других обозначениях цвета.
На панхроматических пленках регистрируется около 225 различных оттенков серого, а на цветных фотографиях можно в принципе записать до 20000 различных сочетаний цвета и оттенка. Важнейшим ключом к идентификации, установлению происхождения или функции изображенных объектов часто служат текстура фотографии и взаимное расположение компонентов (Стоун, !956). Разрешение, т. е. отношение величины объекта к величине зерна (или отношение, «сигнал — шум»), сильно улучшилось благодаря повышению чувствительности эмульсии и усовершенствованию оптических и электронных систем. Например, недавно при помощи радара удалось проследить за передвижением одной пчелы с расстояния 10 км (Гловер и др., 1966).
Фотография может иметь простую или сложную структуру в зави. симости от числа переменных. Если представить заложенную в фотографии информацию как некую иерархическую организацию в форме пирамиды (Джонсон, 1966), то наиболее общая информация будет соответствовать вершине пирамиды, а основание — множеству деталей. Если следовать дедуктивной логике, то по мере того, как мы, начав интерпретацию с венчающего постройку камня, переходим к деталям, число переменных растет, верность наших суждений об изображенных объектах снижается и нам требуется все больше <привязок к поверхности» или посторонней информации.
Индуктивная логика, напротив, начинает с деталей и ведет к обобщению. Чтение фотографии или определение видов — первый этап индуктивного осмысливания. Табл. 62 — пример применения дедуктивного критерия к интерпретации снимка растительности.
Здесь на четырех (А — Г) последовательных этапах исследования структуры некоторого участка земли выясняются все более и более мелкие детали. Извлечение информации, заключенной в аэрофотоснимках, можно по аналогии описать в терминах теории информации (Джонсон, 1966). Как показано на фиг. 230, интерпретация фотографии представляет собой, так сказать, попытку пройти от состояния неупопядоченности, присущего неинтерпретированной фотографии„к состоянию организации, оцениваемой по информации, извлеченной из фотографии. Такая ГЛ. 1З. ПРИМЕНЕНИЕ ДИСТАНЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ аналогия параллельна представлению о петле обратной связи, обсуждавшемуся в гл. !О (см.
фиг. 132). ТАБЛИЦА 62 Дедуктивный подход н ингерлрегации растительности А. Общий тип структуры — фотографии со спутника и мелкомзсштабнвя моззнкз Различимы: Лес Культурный ландшафт Кустарник Отсутствие растительности Степь Смещенная растительность В. Признаки структуры — мозаика и мелкомасштабные отпечатки Различимы: Протяженность и размещение областей Граничные условия Сложность состава В, Элементы структуры — стереопары 1.
Тон и текстура— Спектральный класс (оптическзя плотность) Расположение Сложность состава и однородность Дикий илн культурный ландшафт Тип почвы и подстилающих пород Тнп стока Наклон склонов н их экспозиция Конфигурация полога Типы крон (рззнообрззие) Плотность Высота 2. Характеристики места— 3. Структурные характеристики— Т. Компоненты структуры — крупномасштабная фотография 1. Локальные соответствия и взаимодействия — причинные факторы н происхождение 2. Состав — видовое разнообразие 3. динамика — взиимодействия, процессы, характер сукцессии Природа тона и текстуры Интерпретируемая фотоинформация часто выражена в градациях тона и категориях текстуры.
Информационное содержание таких качественных показателей часто бывает трудно оценить количественно или автоматизировать процесс получения информации. Если, однако, тон и текстура приравнены к плотности, то основой для автоматического распознавания структуры может служить денситометрия. Фотоинформация измеряется на проявленных снимках. Интерпретировать проявленный снимок или проводить на нем измерения можно по его способности задерживать свет, т. е. по его непрозрачности уо/6.
Оптическая плотность й определяется как логарифм непрозрачности: .Р =1п(l,(1,), (1) где 1о — начальная интенсивность, а 7г — интенсивность прошедшего света. Для денситометрических измерений созданы денситометры с несколькими типами выходных устройств. Записи плотности, регистрируемые как электрические сигналы на ленте самописца, характеризуются величиной плотности (уровнем) 1), амплитудой А и частотой Р. Таким образом, структура фотографии, характеризуемая в параметрах плотности, может быть представлена как Структура фотографии = Р = О, А, Р (двумерная). (2) Запись плотности=Р, =(г( т а) Г (одномерная). (3) Частота в значительной степени зависит от масштаба. Кристаллы хлористого серебра в эмульсии роликовой пленки имеют среднюю пло- чхсть з. пгиклхдныв и твхнологичвскнв хспикты экологии щадь около 0,5 — 1,0 мкмз, поэтому теоретически максимальное количество перестановок, которое можно зафиксировать, меньше чем 1 10~.
Так как частота больше зависит от расстояния между зернами, чем от их диаметра, истинное число перестановок, вероятно, на несколько порядков меньше. Можно выдвинуть аргумент, что данная структура фотографии, определенная равенством (2), эквивалентна одному биту информации и что, таким образом, максимум информации, которую можно извлечь из панхроматической пленки при денситометрии, составит 5 1Оз бит. Здесь бит информации — безразмерная величина, но размерность самой структуры важна для тех выводов, которые мы о ней делаем. Размер, форма и размещение — переменные, дополнительные к тону и текстуре. Идентификация мишени может также зависеть от совместной встречаемости разных структур, таких, как освещенные солнцем и затененные структуры одного и того же объекта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
