Моделирование и прогнозирование. Дальнейшие этапы включают определение количественных характеристик исследуемого явления, необходимых для математического моделирования с целью прогнозирования развития явления или процесса. Элементы этой схемы сейчас реализуются при прогнозировании талого стока рек, будущего урожая, а иногда и для экологического прогноза-предупреждения. Роль аэрокосмической информации при географическом прогнозировании будет возрастать. Так, например, в космических программах NASA (EOS и др.) ставится задача к 2025 г. выполнять 10-летние прогнозы полей метеорологических характеристик, полуторагодовые предупреждения об Эль-Ниньо, годовые прогнозы осадков на региональном уровне, пятидневные прогнозы путей движения ураганов с 30-километровой точностью, часовые предупреждения об извержениях вулканов и землетрясениях, получасовые предупреждения о торнадо.
Исследование планет. В учебнике рассматриваются лишь аэрокосмические методы исследований Земли. Естественно, что космические съемки представляют также метод изучения и картографирования планет Солнечной системы и других небесных тел. Самым первым космическим снимком был снимок обратной стороны Луны с отечественной межпланетной станции Луна-3, сделанный в 1958 г., вскоре после запуска первого искусственного спутника Земли.
Для изучения планет используются все методы съемки Земли - от фотографической съемки с возвращаемых пилотируемых и автоматических аппаратов, применявшейся для картографирования лунной поверхности, до радиолокационной съемки поверхности Венеры сквозь ее постоянный плотный облачный покров. С космических аппаратов Mars Global Surveyor сканерная съемка обеспечивает, например, получение детальных снимков всей марсианской поверхности с разрешением до 20 м.
Съемкой с дальних расстояний с космических аппаратов Voyager в едином пролете с 1977 по 1989 г. охвачены дальние планеты Солнечной системы - Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и их спутники Ио, Каллисто, Ганимед, Европа, Тритон. Составлены многолистные топографические и тематические карты Луны, Марса, Меркурия, атласы планет, например Атлас Венеры, по результатам съемки с отечественных межпланетных станций Венера-15,16 (1983-1984 гг.). Таким образом, изучение и картографирование планет составляет важнейшую научную сферу применения космических методов.
Разновидности дистанционных методов. Методы, основанные на регистрации съемочными системами оптического и радиоизлучения в виде двумерного изображения - снимка, универсальны. Наряду с этим существует ряд частных дистанционных методов, с помощью которых регистрируются излучение или характеристики других физических полей Земли не по площади, а в точке или по трассе полета. Эти методы базируются на применении специальных измерительных приборов.
Спутниковый скаттерометр (от англ. scatter - рассеивать) предназначен для измерения мощности отраженного радиосигнала, которая зависит от геометрии отражающей поверхности. При изучении акваторий скаттерометр позволяет дистанционно оценить направление и силу волнения морской поверхности, а по ним направление и скорость приповерхностных ветров.
При аэрокосмических съемках наряду со съемочной аппаратурой используется радиовысотомер, (альтиметр), регистрирующий время от посылки до прихода отраженного сигнала, по которому точно определяют высоту полета носителя, необходимую для фотограмметрической обработки аэрокосмических снимков. Если же параметры орбиты и пространственное положение космического аппарата точно известны, то с помощью радиовысотомера удается количественно характеризовать топографию отражающей поверхности, в частности покровных ледников или морской поверхности.
Такие же задачи (но более точно) решает и лазерный альтиметр. Его уникальной особенностью является регистрация не одного, а нескольких отраженных сигналов, например от крон деревьев разных ярусов и от земной поверхности, что важно при дистанционном изучении структуры растительного покрова.
Точное положение, форму и размер объекта можно определить с помощью сканирующих лазерных дальномеров или лазерных локаторов, которые называют также лидарами (от англ. Шаг, light detection and ranging - световая локация). В самолетном варианте сканирующие лазерные локаторы с успехом применяются для быстрого и высокоточного измерения пространственных координат очень большого количества точек на местности. При лазерной (световой) локации местность и расположенные на ней объекты отображаются большой совокупностью ("облаком") точек, для каждой из которых получены все три координаты и которые при визуализации на мониторе образуют изображение местности - лазеролокационный, или светолокационный, снимок. Этот новый дистанционный метод позволяет быстро создать точную цифровую модель местности. При географических исследованиях особенно перспективно его комбинирование с многозональной съемкой.
С помощью самолетных и спутниковых магнитометров, регистрирующих напряженность магнитного поля Земли, удается выявить магнитные аномалии, связанные с геологическим строением территории.
Значительное место в геофизических исследованиях отводится аэрорадиометрической съемке, при которой регистрируется коротковолновое гамма-излучение над месторождениями радиоактивных руд или на участках радиационного заражения местности. В результате вертолетных обследований европейской части нашей страны с помощью гамма-спектрометра были закартографированы ареалы выпадения радиоактивных осадков после Чернобыльской катастрофы в 1985 г. и ведется мониторинг этих районов.