3. Дистанционные съемки – сущность, виды, особенности, назначение

.Сущность дистанционной съемки

Д.С. - это комплекс работ, включающий различные процессы от фотографирования земной поверхности с летящего самолета до получения аэрофотоснимков, фотосхем или фотопланов снятой местности. В него входят: 1.подготовительные мероприятия, заключающиеся в изучении местности, которая подлежит фотографированию, подготовке карт, проектированию маршрутов полетов самолета и в производстве расчета элементов аэрофотосъемки; 2. собственно летно-съемочные работы или фотографирование земной поверхности при помощи аэрофотоаппаратов; 3. фотолабораторные работы по проявлению снятой пленки и изготовлению позитивов; 4. геодезические работы по созданию на местности геодезической основы, которая необходима для исправления искажений аэроснимков, возникших в процессе аэрофотосъемки, привязки аэроснимков и для составления фотосхем и фотопланов; 5. фотограмметрические работы, которые проводятся как в полевом, так и в камеральном периодах и связаны с обработкой аэрофотоснимков для составления планов и карт снятой местности. В результате проведения этих работ изготовляются контактные отпечатки, репродукции с накидного монтажа аэрофотоснимков, фотосхемы или фотопланы, составленные по данным геодезической основы. Все эти так называемые аэрофотосъемочные материалы используются в дальнейшем для решения целого ряда вопросов в области лесного хозяйства и лесной промышленности. Виды аэрофотосъемки и их особенности Виды аэрофотосъемки отличаются один от другого по ряду признаков. Фотографирование земной поверхности с самолета может происходить при различных положениях главной оптической оси камеры аэрофотоаппарата. В зависимости от пространственного ее положения, различают следующие виды аэрофотосъемки: горизонтальную, плановую и наклонную (перспективную). Под горизонтальной подразумевается такая аэрофотосъемка, при которой главная оптическая ось аэрофотоаппарата занимает отвесное положение (α=0), плоскость негатива – строго горизонтальна. Если в момент фотографирования главная оптическая ось камеры аэрофотоаппарата отклоняется от отвесной линии в среднем на 1,0-1,5°, но не более 3,0-5,0°, то такая аэрофотосъемка называется плановой. Фотографирование же с самолета при наклонном положении главной оптической оси аэрофотоаппарата от отвесной линии на углы более 10° называется наклонной, или перспективной аэрофотосъемкой. В том случае, когда на аэрофотосъемке изображается естественный горизонт, аэрофотосъемка будет перспективной с горизонтом. Кроме того, может быть еще планово-перспективная аэрофотосъемка, сущность которой заключается в том, что при полете по одному и тому же маршруту с помощью специальных аэрофотоаппаратов одновременно производятся плановые и перспективные аэрофотоснимки. В зависимости от характера покрытия местности аэрофотоснимками аэрофотосъемка разделяется на ординарную, маршрутную и сплошную. Ординарная аэрофотосъемка представляет собой фотографирование отдельных объектов местности (например, гари, ветровала, склада древесины, участка леса, сплава и др.) одиночными или парными снимками, связанными между собой перекрытиями. Маршрутной аэрофотосъемкой называется воздушное фотографирование с самолета полосы местности по определенному маршруту. В зависимости от объекта, подлежащего аэрофотосъемке, маршруты полетов могут быть прямолинейными (ряд кварталов леса) или криволинейными (вдоль русла реки). При такой аэрофотосъемке между снимками в маршруте осуществляется перекрытие, достигающее 56-60%; оно называется продольным перекрытием. Маршрутная аэрофотосъемка применяется для лесотранспортных, водно-мелиоративных и других работ, проводимых в пределах узкой полосы местности. Производится она путем проложения ряда прямолинейных и параллельных между собой маршрутов, взаимно перекрывающихся. При данном виде аэрофотосъемки, помимо продольных перекрытий между снимками в маршрутах, должно быть соблюдено и заданное перекрытие между снимками соседних маршрутов полета, называемое поперечным перекрытием; обычно оно не превышает 30-40%. По методу последующей фотограмметрической обработки аэроснимков и изготовления конечной продукции различают три вида аэрофотосъемки: 1. контурную аэрофотосъемку, в результате которой получается только контурный план местности; 2. комбинированную аэрофотосъемку, при которой топографический план местности создается путем использование материалов аэрофотосъемки, а рельеф изображается на нем горизонталями и условными знаками в результате полевых наземных топографо- геодезических работ, преимущественно с применением мензульной съемки при совместном использовании аэроснимков; 3. стереофотограмметрическую (высотную) аэрофотосъемку, которая дает возможность получить полный топографический план местности с горизонталями на основании камеральной обработки аэроснимков при небольшом количестве геодезических точек. Летно-съемочный процесс для всех этих видов аэрофотосъемки в основном один и тот же, но стереофотограмметрическая съемка предъявляет специальные требования к оптике, юстировке аппарата и фиксированию элементов внешнего ориентирования. Аэрофотосъемки можно различать, исходя из масштаба фотографирования. Плановая аэрофотосъемка, в зависимости от получаемого масштаба аэроснимков, разделяются на: а)крупномасштабную - при масштабе фотографирования крупнее 1:10000,  б) среднемасштабную – при масштабе фотографирования мельче 1:10 000 до 1:30 000;  в) мелкомасштабную – при масштабе фотографирования мельче 1:30 000; 1:50 000 ; 1:75 000 и предельно до 1:100 000. Фотограмметрическая обработка плановых аэрофотоснимков весьма проста. В условиях равнинной местности она будет заключатся прежде всего в устранении искажений от несоблюдения вертикального положения оптической оси фотокамеры и от колебаний высоты полета. Для приведения в известность лесов и обследования их на обширных территориях вполне можно ограничиться использованием упрошенных фотосхем, составленных из приведенных к одному масштабу аэрофотоснимков. Возможность использования плановых аэрофотоснимков для таксации леса без предварительной и сложной фотограмметрической обработки (развертывания, трансформирования) является большим достоинством и позволяет сразу же после аэрофотосъемки применить их для полевых работ. В тех же случаях, когда для решения различных лесохозяйственных, и в особенности лесоинженерных задач, требуется составление более точных планов, создаются фотопланы с соблюдением потребной степени точности (при наличии геодезической основы) путем применения метода фототриангуляции и производства трансформирования аэроснимков. Благодаря сравнительно небольшой величине искажений в изображениях леса на плановых аэрофотоснимках пользование ими не вызывает особых затруднений. При продольном перекрытии в 56-60% создается полная возможность стереоскопического их просмотра, оконтуривания участков, дешифрирования различных категорий площадей и земель и составления их описания. При перспективной аэрофотосъемке в горной местности, в случае наличия резко выраженного рельефа, на аэрофотоснимках получаются значительные искажения ситуации, появляются «мертвые» пространства, вследствие чего на них не фиксируется ряд важных деталей местности. Стереоскопическое рассмотрение таких аэрофотоснимков возможно. Оно лучше на переднем плане и при небольшой перспективе изображения местности. К числу недостатков перспективной аэрофотосъемки относится большая сложность их фотограмметрической обработки. Сущность щелевой аэрофотосъемки заключается в непрерывном фотографировании полосы местности на движущуюся пленку сквозь узкую щель в фокальной плоскости камеры, расположенную перпендикулярно к направлению полета. При целевой аэрофотосъемке происходит непрерывное экспонирование пленки, поэтому контактный отпечаток имеет на рулонной бумаге вид сплошной ленты. Движение пленки синхронизировано с движением изображения, что и обусловливает резкость снимка. Чаще всего щелевые аппараты делаются двухобъективными; один из них – широкоугольный – дает мелкомасштабное изображение, другой – крупномасштабное. С помощью этих аппаратов можно производить фотографирование с низких высот полета в облачные дни и в условиях сумерек, получать плановые аэроснимки одновременно в различных масштабах, выполнять стереоскопическую съемку под любым заданным углом. Дистанционные съемки и зависимости от применяемой аппаратуры подразделяются на фотографические и нефотографические. Материалы съемок могут быть представлены в виде снимков, записи на магнитные носители, графиков, регистрограмм и др. Нефотографические съемки могут быть пассивными и активными. Пассивная съемка могут быть пассивными и активными. Пассивная съемка заключается в регистрации солнечной радиации, отраженной объектом, или собственного теплового излучения земных объектов. К пассивным относятся сканерная (в том числе тепловая и микроволновая) и телевизионная съемки. Сканерная съемка осуществляется оптико-механическими сканерами телевизионная (ТВ) – передающими камерами, микроволновая – радиометрами. При активной съемке местность облучают искусственным источником лучистой энергии, отраженные при этом волны регистрирует приемник. Примером такого вида съемок является радиолокационная, или радарная, съемка (РЛ) с применением установленных на летальных аппаратах радиолокационных станций (РЛС), которые облучают местность электромагнитными волнами вдоль линии полета. Отраженные при этом сигналы фиксируется на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ). Съемка может выполняться в одной зоне спектра (однозональная съемка) или одновременно в нескольких разных, более узких зонах электромагнитного спектра (многозональная, или много спектральная съемка). Каждый вид съемки имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Например, РЛ – съемка не зависит от метеорологических условий: сканерные и ТВ – съемки обеспечивают оперативную ‑­ доставку информации из космоса на Землю в цифровой форме, что позволяет непосредственно ввести ее в ЭВМ и упростить машинный анализ съемочной информации: ИК тепловая и РЛ – съемки возможны не только днем, но и ночью. ИК тепловая съемка эффективно применяется для обнаружения локальных, в том числе подземных лесных пожаров. Многозональные съемки позволяют сопоставлять значения оптических плотностей в разных зонах спектра, а также получат цветные и ложно цветные изображение отснятых объектов. Некоторые из них уже применяются, другие начинают находить применение в лесном хозяйстве. Однако наиболее широкое применение при изучении лесов и контроле за их состоянием находят фотографические аэро - и космические съемки и аэровизуальные наблюдения. За рубежом широко применяются многозональные сканерные снимки.

Метеорологические условия съемки. Съемки земной поверхности осуществляют через толщу атмосферы, характеристики которой непостоянны. Ее состояние определяют условия и результаты съемки. Физическое состояние атмосферы характеризуется ее прозрачность и рефракции лучей в ней, температура воздуха, атмосферное давление, влажность воздуха, облачность, перемещение воздушных масс. Наибольшее влияние на результативность съемки в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра оказывают степень прозрачности атмосферы, освещенность и облачность. Аэро и космические съемки обычно выполняются в яркие, солнечные, безоблачности дни. Перистые и перисто-слоистые облака им не препятствуют. Аэросъемка возможна и при высокой сплошной облачности, но выше самолета, выполняющего съемку. Высокая сплошная облачность позволяет ‑­ получать бестеневые аэроснимки с улучшенным качеством изображения, смягченными тонами теней, в результате чего полог насаждений просматривается глубже, лучше видны его затененные части.

Разведка месторождений полезных ископаемых

Под дистанционными аэрокосмическими методами понимается комплекс исследований физических полей Земли, выполняемых при помощи приборов, находящихся на космических и воздушных носителях. С их помощью можно получать информацию о строении земной поверхности, верхней части литосферы, о природных и техногенных объектах и процессах, проводить повторные наблюдения для организации мониторинга.

В большинстве дистанционных методов автоматически регистрируются параметры собственного или отраженного электромагнитного излучения природных ландшафтов и искусственных (техногенных) объектов (Аэрокосмические и геолого-географические исследования..., 1986). В зависимости от используемых полей, а также длины электромагнитных волн λ выделяются следующие виды дистанционных съемок: космофотосъемка (КФС) и аэрофотосъемка (АФС); телевизионная (ТС), инфракрасная (ИК)

и радиотепловая (РТ), радиолокационная (РЛ), многоспектральная (МС), ультрафиолетовая (УФ), лазерная (лидарная) (ЛС).

К дистанционным относятся также аэромагнитные и аэрорадиометрические съемки (Хмелевской, 1997; Бондаренко и др., 1998).

Важнейшей особенностью дистанционных съемок является возможность различной степени генерализации объектов и измененияобзорности (ширины полосы исследований), которые зависят от высоты орбиты космического носителя (от 180 до 1000 км) или от высоты полета воздушного носителя (0,5 - 10 км), а также от типа аппаратуры, ее разрешающей способности, масштаба съемки. Во многих видах съемок уровень генерализации и разрешающая способность исследований взаимно обратны: чем больше генерализация, тем меньше разрешение на местности.

Таким образом, при интерпретации данных дистанционных съемок имеется возможность направленно генерализовать изучаемую эколого-геологическую ситуацию, выделять региональные или даже локальные объекты, видеть их пространственное соотношение, трудно фиксируемое обычными наземными съемками. При дистанционных исследованиях удается реализовать "эффект прозрачности":как бы заглянуть внутрь литосферного пространства, получив структурные планы объектов, фрагменты которых только частично выделяются наземными съемками.

4.Прямой и обратный дирекционные углы, связь между ними. Румбы. Прямой и обратный румбы, связь между ними. Связь дирекционных углов с румбами. Связь сторон измеренного угла с дирекционными углами и румбами.

Дирекционный угол (α) – это угол между проходящими через данную точку направлением на ориентир и линией параллельной оси абсцисс, отчитываемой от северного направления оси абсцисс по ходу часовой стрелки оси 0 до 360°.Дирекционные углы могут быть прямыми и обратными (они отличаются на 180°)

АВ=ВА+180 Осевым румбом называется острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления осевого меридиана (северного или южного) до данной линии. Румбы обозначают буквой r с индексом, указывающим четверть, в которой находится румб. Зависимость между дирекционными углами и румбами определяется для четвертей по следующим формулам:

I четверть (СВ) r = α II четверть (ЮВ) r = 180° – α

III четверть (ЮЗ) r = α – 180° IV четверть (СЗ) r = 360° – α

Румб в точке М направления ВС называется прямым, а противоположного направления СВ – обратным. Прямой и обратный румб в одной и той же точке данной линии равны по численному значению, но имеют индексы противоположных четвертей.

Связь дирекционных углов с румбами-

Связь сторон измеренного угла с дирекционными углами и румбами.-

Магнитный азимут – это горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления магнитной стрелки по ходу часовой стрелки до направления ориентируемой линии. Направление магнитной стрелки обозначает направление магнитного меридиана 0°≤A_м≤360°.

Магнитный румб – это острый горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего северного или южного направления меридиана: 0°≤r_м≤90°; A=A_м±d, где d - магнитное склонение (рис.). Горизонтальный угол, образуемый направлением географического и магнитного меридианов –склонение магнитной стрелки d или магнитное склонение: A=a+g; A=A_м+g.

Магнитное склонение – величина не постоянная, известны его суточные, годовые и вековые изменения. Уточнённую величину магнитного склонения можно узнать на метеостанциях и по специальным картам, среднее значение приводится на топографических картах.