4. Поняття про аерофотознімання

Аерофотознімання(АФЗ) – це фотографування земної поверхні з літального апарата (літака, гелікоптера, повітряної кулі тощо). Виконують для складання топографічних карт, вивчення та обліку лісових, земельних угідь і водних ресурсів, землевпорядкування, рельєфу, ландшафтів, техногенних процесів, проектування інженерних споруд, проведення геологорозвідувальних робіт тощо. Здійснюється аерофотоапаратами, призначеними для планового, перспективного та панорамного фотографування. Найпоширеніше АФЗ, коли кут нахилу знімка менше 3º. Фотографування місцевості здійснюється з повздовжнім перекриттям суміжних знімків на 60%, що дає змогу отримати за допомогою стереотопографічних приладів об’ємну модель місцевості. АФЗ поділяють на топографічне і тематичне. Розвиток аерофотознімання тісно пов'язаний з розвитком авіації та космонавтики. За фотознімками складають топографічні карти і фотопродукцію: ортофотоматеріали, фотоплани, фотосхеми, фотокарти.

Лінію, що є траєкторією польоту літака під час фотографування називають маршрутом.

Рис. 2 Схема фотографування земної поверхні з літака

Якщо ця лінія – пряма, то маємо прямолінійний маршрут; також існують криволінійні та ламані маршрути. Якщо фотографують певну територію з кількох паралельних маршрутів, то маємо багато маршрутне АФЗ.

Залежно від кута нахилу аерофотокамери під час знімання розрізняють АФЗ:

• горизонтальне, кут нахилу дорівнює нулю( =0);

• планове, кут нахилу не перевищує 3º ( 3º );

• перспективне, при куті нахилу більшим від 3º ( > 3º ).

Залежно від масштабу аерознімків розрізняють :

• дрібномасштабне АФЗ, масштаб знімків 1: 50 000 і дрібніше;

• середньомасштабне АФЗ, масштаб знімків знаходиться в межах від 1: 50 000 до 1 : 10 000;

• великомасштабне, масштаб більший від 1 : 10 000.

Аерофотознімання проводять з використанням фотоплівки чорно-білої, спектрозональні або кольорові. Для топографічних цілей доцільно застосовувати кольорову плівку,бо такі знімки значно інформативніші. Спектрозональна плівка використовується для розв’язання задач не топографічного призначення, наприклад, виявлення захворювань лісів, забруднення територій або акваторій.

До топографічного АФЗ ставлять певні технічні вимоги стосовно таких параметрів польоту як прямолінійність маршрутів,горизонтальність траєкторії, витримання повздовжнього перекриття між знімками одного маршруту ( найчастіше 60 %) та поперечного перекриття між сусідніми маршрутами (здебільшого 20 – 40 %).

Аерофотознімання виконують помаршрутно з літальних засобів. Враховуючи особливості аерофотознімального польоту, до літаків ставлять певні вимоги. Вони повинні забезпечувати горизонтальний політ і розворот з одного курсу на інший, і водночас мати значний діапазон швидкості і необхідну дальність польоту.

Використання певного типу літального апарата залежить, насамперед, від масштабу знімання, розміру і розташування району знімання і вимог до якості аерознімального матеріалу.

Таблиця 3 Основні технічні характеристики призначених для аерознімання літаків

Основні льотно-технічні характеристики	Типи носіїв
	Ан-2	Ка-26*	Ми-8	Ан-30
Максимальна вантажопідйомність, кг	1500	510	4000	5000
Маса пустого носія, кг	3560	2020	6500	15550
Вид палива	Б-91/115	СБ-78	Т-1, Т-2	Т-1, Т-2, Т-С
Практична межа, м	4500	3100	4500	8000
Шляхова швидкість,км/год	160	140	250	440
Зйомочна швидкість, км/год	150-170	60-160	80-220	400-500
Максимальна тривалість польоту, год	6	3**	4,5	5,5-6
Дальність польоту, км	1000	400	1000	2300

Аерофотокамера, а значить і знімок,повинна бути правильно зорієнтована стосовно траєкторії польоту, тобто кут скосу ( рис.3) повинен бути встановлений з точністю до 3º, інакше при накладанні знімків виникне так звана «ялинка», що зробить надалі фотограмметричне опрацювання утрудненим і неефективним.

Рис. 3 Поздовжнє, поперечне перекриття знімків та геометрія «ялинки»: 1,2 –знімки одного маршруту, 3, 103 – знімки двох сусідніх марштутів; κ – кут «ялинки»

Для виконання АФЗ потрібна аерофотокамера та спеціальна допоміжна апаратура, яка дозволяє витримувати всі параметри та вимоги до АФЗ так як аерофотознімання відбувається дуже швидко і людина не завжди встигає виносити відповідні корективи як в траєкторію польоту, так і в положення камери. Сучасний стан розвитку електроніки, радіотехніки, супутникової навігації дозволив повністю автоматизувати процес аерознімання. Для прикладу подамо розроблену фірмою Leica (Швейцарія) аерознімальну систему ASCOT (Aerial Survey Control Tool) – дослівно «засіб для контролю за аерозніманням». Це багатофункціональна система, що дозволяє проектувати АФЗ, виконувати знімання згідно з проектом, автоматично витримувати навігаційні параметри АФЗ, фіксувати просторові координати аерокамери в момент фотографування. Технічні засоби системи показані на рис.4 (взято з проспекту фірми Leica )

1. - антена С-Р8

2. - приймач СР8

3. - управляючий комп'ютер

4. - аерофотокамера

5. - навігаційний пристрій

6. - дисплей пілота

Рис. 4 Технічні засоби системи ASCOT

Для отримання високоякісного аерофотознімального матеріалу знімання виконують за відсутності хмарності. Висота Сонця над горизонтом повинна бути не меншою за 20º у разі фотографування на чорно-білу аерофотоплівку і не меншою від 25º - на спектрозональну аероплівку.

Жорсткі вимоги ставлять до відхилень осей маршрутів від заданого положення, а також величини відхилень повздовжнього і поперечного перекрить від заданого.

Допустимі значення відхилення осі маршруту від заданого положення на карті для різних масштабів подано в таб.2, допустимі відхилення поздовжнього та поперечного перекриття в таб.3 і таб.4 , h – різниця між максимальною та середньою позначками ділянки.

Таблиця 4 Допустиме відхилення осі маршруту

Масштаб аерофотознімання	Масштаб карти	Довжина маршруту, м	Відхилення, мм
1:25 000-1:70 000	1:100 000	100	15
1:25 000-1:15 000	1:50 000	50	20
1:15000:1:8 000	1:25 000	25	25

Таблиця 5 Допустиме відхилення повздовжнього перекриття

Повздовжнє перекриття, %
задане	мінімальне	максимальне
60	56	66	70
80	78	83	85
90	89	92	93

Таблиця 6 Допустиме відхилення поперечного перекриття

Масштаб аерофотознімання	Поперечне перекриття, %
	розрахункове	мінімальне	максимальне
Дрібніше 1:25 000		20	+10
1:25 000 – 1:10 000		20	+15
Крупніше 1:10 000		20	+20

Висота польоту над середньою площиною знімальної ділянки не повинна відрізнятися від заданої в рівнинних районах більше ніж на 3%, в гірських – більше ніж на 5%, а при висоті польоту до 1000м – більш ніж на 30м в рівнинних районах і 50м в гірських районах.

Непаралельність аерофотознімальних маршрутів не повинна перевищувати 2% за Н_ф>750м і масштабу знімання дрібнішого за 1:5 000 і 3% за Н_ф <750м і масштабу знімання, більшого від 1:5 000.