14.3. Аерокосмічні знімки

В залежності від приладів, застосованих під час знімання аерокосмічні знімки поділяють на:

• фотографічні, одержані за допомогою фотографічних приладів (фотоапаратів);

• сканерні, одержані за допомогою оптико-механічних сканерів;

• цифрові (ПЗЗ-знімки) як результат знімання цифровими камерами або оптико-електронними сканерами.

Важливим є те, що сканерні і цифрові знімки можуть бути переведені у фотографічні, а цифрові знімки можна отримати також скануваннім фотознімків. Цифрова форма представлення даних знімань є умовою використання новітньої техніки, за допомогою котрої створюються цифрові моделі місцевості (див. 2.16).

Загальними для знімків є:

• зображувальні властивості як здатність відтворювати тонові або кольорові відмінності об’єктів, завдяки чому формується зображення місцевості;

• фотометричні, або радіометричні, (від лат. radiatio — випромінювання) властивості як точна реєстрація яскравості об’єктів, що є основною характеристикою їх оптичних властивостей;

• геометричні властивості як здатність передавати форми, розміри, структуру, взаємне положення об’єктів.

Для топографічного картографування найпридатніші чорно-білі знімки у світловому діапазоні електромагнітного випромінювання (ЕМВ). Кольорові та інші види знімків застосовують під час створення тематичних карт (природних або соціально-економічних об’єктів).

Фотографічні знімки як плоске двовимірне зображення місцевості на світлочутливому матеріалі (фотопапері, фотоплівці, інших фізичних носіях) є універсальною формою відображення земної поверхні (місцевості), що забезпечує вирішення найбільшої кількості наукових і прикладних задач.

За своєю суттю фотознімки є аналоговими, тобто такими, на яких об’єкти фотографування відображаються у відповідності до того, що ми б побачили самі з висоти знімання. Знімки є кадровими зображеннями, тобто обмеженими певними розмірами, обумовленими конструктивними можливостями фотоапарату. Формою знімка є квадрат або прямокутник. Зображення формується одномоментно, в центральній проекції. Горизонтальний знімок (див. далі 14.4) має однаковий (незмінний) масштаб у всіх частинах.

Сканерні знімки мають форму смуги певної ширини, довжина якої визначається вздовж маршруту носія знімальної апаратури. Знімок формується поступово (див. рис. 14.3). Проекція сканерного знімка за напрямом польоту носія тотожна ортогональній, а в перпендикулярному напрямку змінюється, що веде до зміни масштабу зображення в різних його частинах. Наслідком є спотворення форми і розмірів об’єктів (рис. 14.6)

Рис. 14.6. Зображення квадратної сітки на фотознімку з незмінним масштабом (а), та на сканерному знімку із змінним масштабом (б)

Цифрові (ПЗЗ-знімки) отримують як цифровими камерами так і оптико-електронними сканерами, в залежності від чого вони мають або кадрову або смугову форму. Особливості формування сканерного знімка забезпечують однаковість масштабу в його центрі і по краях і подання форм об’єктів знімання без спотворення.

Сканерні і цифрові знімки (на відміну від фотографічних) за характером утворення зображення є растровими, тобто таким, яке складається з окремих частин (сканів і пікселів).

Космічний фотознімок у порівнянні з аерофотознімком відображає значно більшу за площею територію земної поверхні. В зв’язку з цим на космічному знімку відчутнішими є спотворення зображення внаслідок сферичності Землі, значного впливу умов проходження ЕМВ крізь атмосферу тощо.

Важливою характеристикою фотографічних і сканерних знімків є розділення на місцевості (просторове розділення), тобто здатність відображати об’єкти місцевості певних розмірів. Розділення фотографічних знімків складає 2-30 м, сканерних — 15 м.

Фотографічні знімки (як і оптичні прилади) оцінюють також за роздільною здатністю, яка визначається кількістю ліній на один мм (лін/мм). При цьому у поняття «лінія» входять штрих і проміжок між штрихами. Сучасні аерознімки мають роздільну здатність у середньому 10-40 лін/мм, а космічні фотознімки — у 3-4 рази вищу.

Характеристикою якості цифрових знімків частіше слугує розмір піксела на місцевості (PIX), тобто площа земної поверхні, зображеної одним пікселом. Піксел є найменшим елементом цифрового зображення, в середині якого окремі об’єкти не розрізняються.

Найпоширеніші масштаби аерознімків становлять 1:10 000 — 1:50 000. космічні знімки, придатні для створення цифрових карт, мають масштаби 1:10 000 — 1:1 000 000.