Раздел 4 Изобразительные и информационные свойства снимков

Тема 4.1 Изобразительные свойства снимков

Структура аэрокосмического изображения, ее связь с географическими особенностями местности и разрешением снимков. Рисунок аэрокосмического изображения и его формирование в зависимости от структуры ландшафта. Закономерности генерализации аэрокосмического изображения. Способы преобразования аэрокосмического изображения: фотографический, оптический, компьютерный.

4.1.1 Структура и рисунок аэрокосмического изображения

4.1.2 Закономерности генерализации аэрокосмического изображения

4.1.3 Способы преобразования аэрокосмического изображения

4.1.1 Структура и рисунок аэрокосмического изображения

Любое аэрокосмическое изображение, независимо от того, с использованием каких технических средств и в каком спектральном диапазоне оно получено, представляет собой сочетание точек, линий и участков различных размеров и фототонов, то есть рисунок. При фотографировании местности эти детали и элементы снимка отобразят яркостные различия объектов местности в световом диапазоне. При теплолокации на снимках отобразятся температурные различия и др. Таким образом, проявленные фотослои будут иметь одинаковый облик (фотографическое изображение), но точки, линии и участки, составляющие это изображения, будут отображать различный характер и интенсивность солнечной радиации объектов местности.

Рисунок изображения передаёт морфологию природных комплексов, сущность которой состоит в повторяемости, связном сочетании комплексов всех рангов, компонентов и отдельных объектов на территории ландшафтной единицы. Все природные комплексы отличаются друг от друга совокупностью внешних признаков – рисунком изображения. Каждому комплексу свойственен свой набор и сочетание элементов. Однако, помимо индивидуальных черт, ландшафт сохраняет и общие признаки, позволяющие производить отождествление, сравнение, типизацию и эталонирования (ср. индивидуальный и типологический подход в ландшафтоведении).

Рисунок изображения соответствует структуре морфологических частей ландшафта или более крупной географической единице, в зависимости от масштаба изображения. Например, на глобальных космических снимках макроструктура изображения соответствует климатическим поясам или же природным зонам. На крупномасштабных снимках для пойменных ландшафтов структура будет соответствовать изображению отдельных типов пойм.

В рисунке изображения отражаются внутренние связи между компонентами ландшафта и процессы, происходящие в данном природном комплексе, а также пространственное размещение элементов, то есть рисунок передаёт структуру ландшафтных единиц. Структура изображения связана с одной стороны, с генезисом системы, с другой – с её функционированием. Структура выделяется тональная, или цветовая, и геометрическая (контурная). Сочетание тонов или цветов собственно и образует изображение. Смена одних тонов и цветов другими происходит вместе с чередованием объектов с различной яркостью. Контурность всегда сопутствует тональной структуре, но тональная структура может быть практически бесконтурной, если одни тона или цветовые оттенки плавно переходят в другие, не образуя четких границ. Например, изображение на космических снимках пустынных территорий с однородным почвенно-растительным покровом.

Каждый рисунок содержит множество мелких деталей, точная фиксация и учёт которых невозможно и нецелесообразно. Целесообразно свести сложный рисунок к более простому, который может быть характеризован сравнительно небольшим числом параметров. Описывая рисунок изображения чаще всего стремятся подобрать к реальному изображению математически строго определённый аналог. Это позволяет обойтись конечным числом типичных орнаментов, рисунков, точно их описать и тем самым подойти к решению задачи распознавания образом по эталонам. Система геометрических параметров может служить основой для объективизации и автоматизации распознавания образов по эталонам. Насколько детальной для этого должна быть система параметров и насколько избранная геометрическая модель должна быть похожей на оригинал, зависит от целей исследования. (Так, изображение фруктового сада на аэроснимках можно описать как ряды кружков, но можно подобрать для изображения крон деревьев более близкую геометрическую фигуру).

За исходные геометрические элементы изображения удобно принимать точки и линии, а также производные от них полосы и пятна различной величины и формы. На основе их сочетания построена морфологическая классификация рисунков аэрокосмических изображений (таблица).

Морфологическая классификация рисунков аэрокосмических изображений

Исходный элемент	Класс текстуры	Вид текстуры	Объекты
Точка (пятно)	Цепочечная	Параллельная	Ряды: деревьев вдоль дорого, домов вдоль улиц, кустов по меже, гряды кучевых облаков на космических снимках
		Веерообразная	Цепи кустов в пойме реки
		Концентрическая	Цепочки озёр на верховых болотах
	Регулярная		Сады, ягодники, дома в населённых пунктах с квартальной застройкой
	Мозаичная, геометрически правильная		Следы уборки урожая, населённые пункты, огороды
	Мозаичная, геометрически неправильная	Пятнистая	Пятнистая и бугристая тундра, карст,
		Округло-пятнистая	суффозионные западины, ячеистые пески
		Овально-пятнистая	Лунковые и бугристые пески, озурные территории, камовые ландшафты
		Ячеистая	Такыры
		Сложно-пятнистая	Кустарники по лугам, морено-холмистые ландшафты
Линия (полоса	Линейная	Прямолинейная	Дороги, каналы, следы уборки урожая,
		Искривлённая	Дороги, геологические пласты, трещинноватость, реки, линии потоков и др. Песчаные валы, гряды, дюны на воздушных и космических снимках.
		Веерообразная-криволинейная	Следы солифлюкции, конусы выноса и дельты рек, расходящаяся сеть дорог, арыки
		Древовидная-прямолинейная	Сеть оросительных и осушительных каналов
		Древовидная-искривлённая	Сеть рек, речек и ручьё, овражная сеть
		Дугообразная и кольцеобразная	Сеть стариц в поймах рек, спирали облаков на космических снимках, геологические структуры, барханные пески
		Решетчатая	Морозобойная трещинноватость, трещины на скальных грунтах (граниты), сеть просек в лесу
	Сплошная-полосчатая	Параллельная-прямолинейная	Пахота, торфоразработки, ряды строений, регулярные вырубки, сады, чайные плантации, виноградники
		Параллельная-искривлённая	Геологические пласты, солончаки, ледники, пахотные земли, песчаные отмели и наносы
		Веерообразная	Конуса выноса, дельты рек
		Концентрическая и кольцевая	Спирали облаков, грядово-мочажинный комплекс на болотах, следы кошения трав и уборки урожая, террасированные поля